PT104674A - COMPOSITE STRUCTURES BASED ON GELANA GUM FOR USE IN REGENERATIVE MEDICINE AND ITS PREPARATION METHODS - Google Patents

COMPOSITE STRUCTURES BASED ON GELANA GUM FOR USE IN REGENERATIVE MEDICINE AND ITS PREPARATION METHODS Download PDF

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PT104674A
PT104674A PT10467409A PT10467409A PT104674A PT 104674 A PT104674 A PT 104674A PT 10467409 A PT10467409 A PT 10467409A PT 10467409 A PT10467409 A PT 10467409A PT 104674 A PT104674 A PT 104674A
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ceramic
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PT10467409A
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Portuguese (pt)
Inventor
Joao Manuel Teixeira De Oliveira
Rui Luis Goncalves Dos Reis
Diana Alexandra Dias Veiga
Rui Pedro Romero Amandi De Sousa
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Associaton For The Advancement Of Tissue Engineering And Cell Based Technologies And Therapies A4Tec
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Abstract

A PRESENTE INVENÇÃO REFERE-SE À PRODUÇÃO DE ESTRUTURAS COMPÓSITAS MOLDÁVEIS À BASE DE GOMA GELANA PARA UTILIZAÇÃO EM ABORDAGENS DE MEDICINA REGENERATIVA, DESIGNADAMENTE NO CAMPO DA REGENERAÇÃO ÓSSEA. A APLICAÇÃO DESTAS ESTRUTURAS DESTINA-SE AO PREENCHIMENTO DE DEFEITOS EXISTENTES CRIADOS POR SITUAÇÕES TRAUMÁTICAS OU DEGENERATIVAS EM QUE SE PRETENDA UMA REGENERAÇÃO DO TECIDO PERDIDO OU APENAS UM PREENCHIMENTO DE UM DEFEITO. NESTA INVENÇÃO SÃO FOCADOS ASPECTOS RELACIONADOS COM O BIOMATERIAL UTILIZADO, NOMEADAMENTE OS TIPOS DE GOMA GELANA E A SUA PREPARAÇÃO, OS TIPOS DE COMPÓSITOS FORMADOS RECORRENDO À GOMA GELANA E A UM OU MAIS COMPONENTES CERÂMICOS, SEUS MÉTODOS DE PREPARAÇÃO E APLICAÇÃO.A PRESENTE INVENÇÃO PROPÕE UM NOVO SISTEMA COMPÓSITO À BASE DE GOMA GELANA COM APLICAÇÕES NO CAMPO ORTOPÉDICO E MAXILOFACIAL, MOLDÁVEL POR INJECÇÃO NO DEFEITO OU POR PRÉ-PROCESSAMENTO, E PASSÍVEL DE PODER INCORPORAR AGENTES BIOACTIVOS E/OU CÉLULAS DE INTERESSE TENDO EM VISTA A SUA APLICAÇÃO FINAL.The present invention relates to the production of composite structures based on gellan rubber for use in regenerative medicine approaches, namely in the field of bone regeneration. THE APPLICATION OF THESE STRUCTURES IS INTENDED TO FILL EXISTING DEFECTS CREATED BY TRAUMATIC OR DEGENERATIVE SITUATIONS IN WHICH THE PROTECTION OF LOST TISSUE IS REQUESTED OR ONLY A FILLING OF A DEFECT. In this invention, aspects related to the biomaterial used, especially the types of gellan and its preparation, the types of composites formed by the gellan and one or more ceramic components, their methods of preparation and application are set forth.THE INVENTION PROPOSES A NEW COMPOSITE SYSTEM BASED ON GELANA GUM WITH APPLICATIONS IN THE ORTHOPEDIC AND MAXILOFACIAL FIELD, MOLDABLE BY INJECTION IN DEFECT OR PRE-PROCESSING, AND IT MAY BE INCORPORATING BIOACTIVE AGENTS AND / OR CELLS OF INTEREST WITH A VIEW TO ITS FINAL APPLICATION.

Description

DESCRDESCR

DETRUTóRAS COMPÓSITAS Λ BASE DE GOMA GELANA PAGA UTILIKAÇAO EA MEDICINA REGENERATIVA E SEDS MÉTODOS DECOMPLEX DETERGENTS Λ GELANA GUM BASE PAYS UTILIKAÇAO AND REGENERATIVE MEDICINE AND SEDS METHODS OF

PREPARAÇÃOPREPARATION

OBJECTO QA INVENÇÃO A presente invenção tem corso objectivo e produção de estruturas compósitãs moldáveis à base de goma. goiana pera utilização em abordagens de medicina regenerativa, me i o conorotamente na área da regeneração óssea. As principais oaxacteristícas dos sistemas compósitos aqui propostos relacionam-se com. a sua capacidade cr poderem estar disponj. veis como produtos de prateie! ra para aplicação por ínjecçâo no defeito do tecido, possuindo para tal capacidades bioadesivas que promovem a sua tinaçáo ao local, de inlecçao» Alternatbvamente, podem ser produzidas estruturas com. forma pré-definida através da utilização prévia de um molde, podendo estes sistemas ser depois implantados por via cirúrgica no defeito, A possibilidade de ser induzida a formação de revestimentos b.ioactivos facilita a regeneração óssea e a formação de um. tecido ósseo funcional. De forma a assegurar ou reforçar a capacidade osteocondutora ou osteoindntora destas estruturas compósitas, estas podem ser conjugadas com. agentes bioactivos e/co células de interesse com capacidade para promover e sustentar processos de diferenciação ostecgénicos e/ou angiogénicos, As .1 estruturas compósitas à base de goma gelana aqui descritas podem ser utilizados a regeneração ou preenchimento de defeitos congénitos,· derivados de doença ou de origem traumática no osso nas campos ortopédico e maxilofacial, ou como material de preenchimento e/on aumento de volume de tecidos não ósseos em campos de a p i i ca v d o. c omp 1 ene et;: res .OBJECT OF THE INVENTION The present invention has the objective object and production of moldable composite structures based on gum. for use in regenerative medicine approaches, and it is well known in the area of bone regeneration. The main characteristics of the composite systems proposed here are related to. their capacity cr may be available. You look like silverware! For the purpose of this invention, the invention relates to a method for producing a non-woven fabric which is capable of being applied by injection into the defect of the fabric having, for that purpose, bioadhesive capacities which promote its locating, preformed shape by prior use of a mold, which systems can then be surgically implanted into the defect. The possibility of inducing the formation of bioactive coatings facilitates bone regeneration and formation of a. functional bone tissue. In order to assure or reinforce the osteoinductive or osteoinductive capacity of these composite structures, they may be conjugated with. bioactive agents and / or cells of interest capable of promoting and sustaining osteogenic and / or angiogenic differentiation processes. The gellan gum-based composite structures disclosed herein may be used for the regeneration or filling of congenital defects, or of traumatic origin in the bone in the orthopedic and maxillofacial fields, or as fill material and / or volume increase of non-bone tissues in apii cavities. c omp 1 ene et;

ESTADO DA TÈCDICASTATE OF TECHNICA

Os métodos convencionais de transplante de tecidos pare preeachimonto/tratame.nto de defeitos, incluindo os ósseos, englobam, entre curros métodos, a utilização de tecidos de dadores que, para além de náo estarem disponíveis em grande parte das situações, acarretam emitas vetes riscos de rejeição imunológica e de transmissão do doenças para o reesptor. 0 uso de tecidos do próprio paciente é uma opção que pode eliminar alguns destas inconveniências * No entanto, os métodos cirúrgicos utilizados para a obtenção no tecido para transplante aatõiogo criam frequentemente morbilidadc no locai de colheita e requerem tempos alargados de cirurgia, situações estas que são desaconselhadas* No caso especifico de fixação óssea, os cimentes ósseos representam uma solução alternativa para finação de próteses, no entanto uma das limitações desta solução é a fixação frágil ao tecido ósseo que pode trazer prord.em.as a l ongo prazo ao na rei mecânico e biológico na medida que reduz s fixação do material, no locai pretendido. a goma gelana ê um. poli ssacárido produzido por fermentação da bactéria Sphi.ngomoncis elodea a è em 'grande parte utilizada comerei a 1monto na indústria alimentar, sendo também utilizada em formulações oftálmicas na área bi.omédícs , h goma gelana tem a capacidade o.e formar géis, sencio a sua gelificaçáo é dependente da concentração áe polímero,· da temperatura, e da presença de çatioes mono ou diva lentes em solução.Conventional methods of tissue transplantation for pre-treatment / treatment of defects, including bone, encompass, among other methods, the use of donor tissues which, in addition to not being available in most situations, immunological rejection and disease transmission to the reactant. The use of patient tissues is an option that may eliminate some of these inconveniences. However, surgical methods used in tissue procurement for bone grafting often create morbidity at the harvest site and require extended surgery times, which are In the specific case of bone fixation, bone cement represents an alternative solution for prosthesis fina- tion, however one of the limitations of this solution is the brittle fixation to the bone tissue that can bring about in the long term to the mechanical king and biological in that it reduces the fixation of the material at the intended location. the gellan gum is one. poly-ssaccharide produced by fermentation of the bacterium Sphi.ngomoncis elodea to è largely used to eat in the food industry and is also used in ophthalmic formulations in the biomedical area, gellan gum has the ability to form gels, gelling is dependent on the polymer concentration, temperature, and the presence of mono or diva lenses in solution.

Devido as suas propriedades, a goma gelana tem sido investigada para diversas aplicações biomédioas, de entre as quais se destacam o desenvolvimento de soluções, nasais ísprays· devido à sua capacidade de gelificaçáo em contacto com a mucosa (estudos em animais)t s a incorporação de fármacos em soluções geliíicâveis para posterior libertação controlada no tubo digestivo, para além destes exemplos, a goma gelana também foi sugerida como bio.materi.al para áreas ca medicina regenerativa, em particular na regeneração da cartilagem, A goma gelana apresenta um elevado potencial do aplicação em medicina regenerativa devido à elevada b i ocomp a t í bi1i d a de e b io d e g ra d ahi1i d ade a p res e nradas, assim como â capacidade do ser administrado mediante processos cirúrgicos minimamente i. ova si vos. Estas propriedades também justificam o elevado potencial aplicativo deste material no contexto da. regeneração do osso, No entanto, a. goma gelana não exibe por si só propriedades osfeocondutivas ou osteoindutivas, A presente invenção propõe a incorporação de diversos corvi.ponent.es na goma gelaria que asseguram propriedades osteocondutivas e osteoinduticas. A incorporação de cerâmicos bíoactivos permite desenvolver estruturas compósitas capazes de iodos ir a formação de fosfatos de cálcio em meios fisiológicos devido à presença da fase cerâmica bioactiva. Os materiais cerâmicos designados de bíoactivos são já utilizados em prática clínica como importantes materiais de reparação óssea. Os cerâmicos bioa.cti.vos incluem materiais como a hidroz.iepati te e outros fosfates de cálcio similares incluindo hídroxiapacite substituídas, vidros hi.oaotivos corso o Bioglass^ç e vitro-cerãmicos. Estes: materiais podem ser adquiridos comercialmente e utilizados como componentes cerâmicos no âmbito da presente invenção.Due to its properties, gellan gum has been investigated for a number of biomedical applications, among which the development of nasal islets is noteworthy owing to its gellability in contact with the mucosa (animal studies) the incorporation of drugs in gelisable solutions for further controlled release into the digestive tract, in addition to these examples, gellan gum has also been suggested as a bio-material for areas of regenerative medicine, in particular in cartilage regeneration. Gellan gum has a high application potential in regenerative medicine due to the high biocompatibility of the available antibiotics, as well as the ability to be delivered by minimally invasive surgical procedures. Oh yes, yes. These properties also justify the high potential application of this material in the context of. regeneration of bone, However, a. The present invention proposes the incorporation of several corvi.ponent.es into gellar gums which ensure osteoconductive and osteoinductive properties. The incorporation of bioactive ceramics allows to develop composite structures capable of iodos to the formation of calcium phosphates in physiological media due to the presence of the bioactive ceramic phase. Ceramic materials called bioactive materials are already used in clinical practice as important bone repair materials. Bioramic ceramics include materials such as hydrazine and other similar calcium phosphates including substituted hydroxyacids, bioglass and ceramic glassware. These: materials may be purchased commercially and used as ceramic components within the scope of the present invention.

No campo técnico no qual se insere esta invenção, o desenvolvimento de um compósito moídâvei baseado em goma qeiana e partículas cerâmicas bíoactivas poderá ter benefícios para regeneração e reconstrução óssea rias áreas ortopédica e maxiioi:adiai, Este material tem como finalidade ser utilitado como substituto ósseo para preenchimento de defeitos ósseos de origem congénita, ou causados por trauma ou doença, apresentando para tal algumas vantagens reiativs.mente às abordagens correntes. várias patentes e trabalhos científicos têm descrito a utilização de poiissacáridos para desenvolvimento d$ compósitos sob diferentes formas e para várias áreas de aplicação. 0 pedido de patente US20080262121 reivindica o 4 emprego de hídroxiapatite substituída con polímeros sintéticos e naturais, incluindo s goma gelana, muito embora a metodologias do processamento o de implantação cirúrgica especificas para o caso de formulações baseadas na goma gelaaa selam omissas, is patente WO/200770^5353 refere-se a um compósito â base de apatits e de um polissaoârido de origem vegetal reticulado para transporte e libertação controlada de fârmacos e/ou moléculas biologicamente activas. deste caso, os aurores f sacam·· se na uti li ração preferencial do alginato para este propósito, sendo que a uti. i.izaçSo da goma gelana έ ma is uma ver: mencionada, mas não explorada ou descrita como sistema de regeneração- Ά patente US61297bl refere-se a composições de hídrogéis infectáveis que lidam com sistemas de hídrogéis polimericos e células com utilização na área médica, comumments utilizando hídrogéis a base de alginato para tratamento de deformações oraníofaciais, refluxo e incontinência. Um artigo cientifico com o titulo Apatite-Corning ability af carboxyl groap-contãíniaç‘ polymer gels in a si&ulated body fliúd de H. Kawashita et &.I publicado em Janeiro de 2003 descreve um estudo sobre a formação de apatite em alguns géis, entre eles a geme gelana. O estudo demonstrou que um tratamento com Ca (OH);? e posterior imersão em fluido corporal simulado (simuiated body fiaíd - SBF), ocorria a formação de apatits na superfície de géis de goma gelana, note estudo é contudo omisso a compósitos baseados em goma geiana e cerâmicos bioactivos-In the technical field in which this invention is inserted, the development of a composite based on gneiss and ceramic particles may have benefits for regeneration and bone reconstruction in the orthopedic and maxillary areas. This material is intended to be used as a bone substitute for filling bone defects of congenital origin, or caused by trauma or disease, presenting some advantages to current approaches. various patents and scientific works have described the use of polysaccharides for the development of composites under different forms and for various application areas. The patent application US20080262121 claims the use of hydroxylapatite substituted with synthetic and natural polymers, including gellan gum, although specific surgical processing and implantation methodologies in the case of formulations based on gellan gum are lacking, WO / 20077053 5353 relates to an apatite-based composite and cross-linked polysorbate of vegetable origin for controlled transport and release of biologically active drugs and / or molecules. In this case, the aurors are removed in the preferred use of the alginate for this purpose, The present invention relates to compositions for the preparation of gellan gums which are suitable for use in the field of medical, pharmaceutical, using alginate-based hydrogels for treatment of oropharyngeal deformations, reflux and incontinence. A scientific paper titled Apatite-Corning ability af carboxyl-groin-polymerase gels in the si & ulated body of H. Kawashita et al., Published in January 2003 describes a study on the formation of apatite in some gels , among them the Gellan groan. The study demonstrated that a treatment with Ca (OH); and subsequent immersion in simulated body fluid (FBS), there was formation of apatits on the surface of gellan gels, note the study is however silent on composites based on gypsum and ceramic bioactive-

DESCRIÇÃO PORMENORIZADA. DA INVENÇÃO A presente invenção ter como objectivo a produção de estruturas compósitas moldáveis à base de goma gelaua para utilização em abordagens de medicina, regenerativa, mais concretamente na área da regeneração óssea.DETAILED DESCRIPTION. OF THE INVENTION The present invention has as its object the production of moldable composite structures based on gelau gum for use in medical, regenerative approaches, more particularly in the area of bone regeneration.

Descreve-se nesta patente a combinação de hidrogéis de goma gelana coxa diversos componentes cerâmicos, assim como a combinação destes com outras substancias broaciavas- e componentes do tecido do paciente, incluindo fracçoes do sangue e do tecido alvo, tais como células, plasma sanguíneo, entre outros. A goma goiana é um polissacârido aníónico composto por unidades repetitivas de glucose, ácido giucurénico e ramoso. A. .goma gelana nativa, produto obtido por iorxíiontaçâo bactéria na, contém dois substítuintos adicionais {.acet.il e L-glicerii) comparat.ivameπte à goma gelana cosi menor, grau de acetilaçáo e que è a forma comercia}, ma is comx.xm. Axxxbas as formulações podem formar géís termorreversiveis apresentando, no entanto, comportamentos mecânicos distintos. A goma gelana tem um mecanismo de geiifi.eaçao ionotróoioo, semelhante a outros poiissacáridos coaxo o aiginato cu a carragenina, sendo necessária a presença de iões para a formação da um hiclrogel estável, A goma gelana pode ser dispersa homogeneamente numa solução aquosa a uma temperatura que promova a linearização das cadeias e pode, através cia díminuiçxâo da temperatura e na presença de catiões, organioar-ss dando origem a um hidrogel.The combination of gellan hydrogels and various components of ceramic, as well as the combination thereof with other broccoli substances and components of the patient's tissue, including fractions of the blood and target tissue, such as cells, blood plasma, among others. Goian gum is an anionic polysaccharide composed of repeating units of glucose, gucci, and racemic acid. The native gellan gum, a product obtained by ionizing bacteria, contains two additional substances (.acetyl and L-glycerol) as compared to gellan gum, the degree of acetylation and which is the commercial form comx.xm However, the formulations may form thermoreversible gels having, however, different mechanical behavior. The gellan gum has an ionotrophic gelation mechanism, similar to other polysaccharides with guanidine as the carrageenan, the presence of ions being necessary for the formation of a stable heterocyclic. The gellan gum can be homogeneously dispersed in an aqueous solution at a temperature which promotes the linearization of the chains and can, through the dilution of temperature and in the presence of cations, give rise to a hydrogel.

Alguns cerâmicos como o vidro bioaotivo Çtambém conhecido como bioavidto):, a hídroxiapatite e os fosfates de cálcio sáo actuaireente utilizados corso substitutos ósseos e são ursa boa alternativa á utilização de tecidos de dadores ou do próprio paciente» A hídroxiapatite (HA) 6 caracterirada por ser biocorepafível, pâo-imunogénica, e onteocondutiva, sendo utilizada na área da regeneração óssea há reais de 3.0 anos» Outros materiais como os bíovidros também já sáo utilizados» Exemplos de bíovidros disponíveis comercialmente incinere o sicgiessoSome ceramics such as bioactive glass (also known as bioavid): hydroxyapatite and calcium phosphates are currently used as bone substitutes and are a good alternative to the use of tissues from donors or from the patient himself. Hydroxyapatite (HA) 6 is characterized by biodegradable, immunogenic, and onteoconductive, being used in the area of bone regeneration for a period of 3.0 years. Other materials such as biopsies are also already used. Examples of commercially available biofungals incinerate sicgiesso

Ceravitai®, bíovidros AW, Durapatite1 e Calcite;'b As caractere atroas intrínsecas da goma geiana justificam o seu emprego em combinação core cerâmicos broactiros, na medida que podem constituir uma nora abordagem lerapêutíca para o tratamento de defeitos ósseos no campi ortopédico e maxílofaciai»Ceravitai®, AWP, Durapatite1 and Calcite; b The intrinsic atrophic character of the gum justify its use in combination with ceramic ceramics, insofar as they may constitute a norephobic approach to the treatment of bone defects in the orthopedic and maxillofacial surfaces.

De uma forma gerai, a preparação dos compósitos pode ser feita utilizando; 1Generally, the preparation of the composites can be made using; 1

Dispersão de goma geiana numa solução aquosa de constrtuíçáo minerai controlada de forma a permitir o seu acondicionamento sem ocorrência de geiíficaçâo prematura, combinação do(s) componente{s} cerâmico (s) com a solução de goma geiana a administração combinada de ambos os componentes no defeito ósseo do paciente a ser tratado mediante ínjecção localizada; * D-isper.eãô de .goma gelana numa s-oluçlo aquoes da constituição cinerai controlada na presença de uma fase mineral com recurso a um molde para forcação posterior cie um hidrogel. compósito solido de forme prendeiinida para posterior implantação; * Dispersão de goma goiana numa solução aquosa de constituição minorai controlada o combinação desta com uma fase cerâmico do acordo com qualquer um dos métodos acima mencionados, de forma a possibilitar a combinação com agentes bioaccivos e/ou células do interesse para a formação de um tecido ósseo funcionai.Dispersion of geomagnetic gum in an aqueous solution of controlled mineral construct in order to allow its packaging without occurrence of premature gelisation, combining the ceramic component (s) with the gum solution and the combined administration of both components in the bone defect of the patient to be treated by localized injection; D-isomer of gellan gum in an aqueous solution of the constitution is monitored in the presence of a mineral phase using a mold for subsequent forcing of a hydrogel. solid composite forceps for later implantation; * A dispersion of goat gum in an aqueous solution of controlled mineral constitution, the combination thereof with a ceramic phase according to any of the above-mentioned methods, so as to enable the combination with bioaccidal agents and / or cells of interest for the formation of a tissue Functional bone.

Uma das principais vantagens d.s sistemas baseados na goma goiana denta da sua facilidade de armacenamentOr o que permite o seu armazenamento à temperatura ambiente. Outra vantagem de sistemas compósitos baseados na goma goiana, é de poderem ser infectados no locai, do defeito e de gelifiçarem à temperatura corporal de uma forma expedita podendo reter componentes cerâmicos ou células no locai do defeito, em combinação ou não com iracodes do sangue. Dcrescem a estas vantagens a capacidade oleadoeiva da gosta goiana e a excelente biocompatifoilidade da goma goiana, que tornam este sistema aitamenae afrectivo de um ponto de vista terapêutico. Devido à capacidade de geXlíínação da goma gelar® em condições r isicinculcas, os compósitos com cerâmicos bicaotivos podem ser moldados por ínjecçao tanto num molde prê~def inibo, como numa cavidade corporal pre~exístonte ou induz idaf constituindo estas uai possível molde para os sistemas, Estes sistemas apresentara deste .modo um grau considerável de versst i' cede que permitirá a sua adequação a vários contextos de aplicação clinica.. Outro factos que poderá constituir uma mais valia é a bioactívidade destes compósitos decorrente da presença do componente cerâmico ou do tratamento por imersão do compósito em soluções de iões divalentes, Os compósitos podem ainda ser preparados em combinação com agentes tmoaoLiyos de interesse, entre os quais, iactores de crescimento, peptidos, dormonas, drogas anti-inSlsmatóriaa oáo esteróides ou bífosfonatos. De forma análoga, poderão ser combinadas células de interesse na estrutura compósita. Tanto os agentes fcio.activos como as células em causa poderão ser utilizados para promover s sustentar processos de diferenciação osteogénica e/ou angiogéniea a uivei celular e de tecido. Duas vantagens deste sistema, compósito incluem ào a maior compatibilidade destes sistemas face a sistemas de origem animal baseados no colagénio, e a vantagem em termos de custo de produção, sendo erpectável um menor custo tendo em. conta a escaiab.il idade dos processo da fermentação ta crer i uno industrial quando comparados com processos de obtenção de extraoçáo e purificação de colagénio animal.One of the main advantages of gum based systems is its storage capacity, which allows storage at room temperature. Another advantage of composite systems based on goat gum is that they can be infected at the site of the defect and gel at the body temperature in an expeditious manner and may retain ceramic components or cells in the locus of the defect, in combination or not with blood fractions. These advantages include the oil taste and the excellent biocompatibility of goat gum, which make this system a therapeutically afferent. Because of the ability to gelase the gellar® under minimal conditions, the ceramic ceramic composites can be molded by injection into either a pre-inhibited mold or a preexisting or induced body cavity constituting such a possible template for the systems These systems will present a considerable degree of versatility that will allow them to be adapted to various contexts of clinical application. Another fact that may be of added value is the bioactivity of these composites due to the presence of the ceramic component or the treatment by the immersion of the composite in divalent ion solutions. The composites may further be prepared in combination with thermostable agents of interest, among which, growth inhibitors, peptides, painkillers, steroid anti-inflammatory drugs or biphosphonates. Similarly, cells of interest may be combined in the composite structure. Both the active agents and the cells in question may be used to promote and sustain processes of osteogenic and / or angiogenic differentiation to cellular and tissue culture. Two advantages of this composite system include the greater compatibility of these systems with collagen - based animal systems, and the advantage in terms of cost of production, with a lower cost being incurred. account is taken of the age of the fermentation process as an industrial fermentation when compared to processes for obtaining extraction and purification of animal collagen.

Os compósitos à baseados em goma goiana e componentes cerâmicos sao passíveis de serem utilizados como substitutos ósseos na regeneração de tecido ósseo, em particular na área ortopédica e maxilofacial, assim como, numa abordagem complementar, como materiais Ce preenclmurento e/ou aumento de volume de tecidos nâo ósseos. A descrição da. presente invenção é complementada com exemplos que se destinam a proporcionar uma melhor compreensão da mesma,The composites a based on gypsum and ceramic components can be used as bone substitutes in the regeneration of bone tissue, in particular in the orthopedic and maxillofacial area, as well as, in a complementary approach, as materials and / or increase of volume of non-bony tissues. The description of the. present invention is complemented with examples which are intended to provide a better understanding thereof,

EXEMPLOSEXAMPLES

Exemplo 1 " Produção de estruturas compósitas a base de goma çeisna e um componente cerâmico pera injeeção e gsiificação num defeito ósseo.Example 1 " Production of composite structures based on gum and a ceramic component for injection and gsiification in a bone defect.

Goma gel uns em pó foi procosoods utilizando mc: oeoioe-.es è base de temperatura tendo em vista a produção de dispersões homogéneas passíveis de serem combinadas com um ou mais componentes cerâmicos e formar um gel aquando da injecçeo no defeito, 0 procedimento utilizado foi o que se segue, Gema çelana em põ foi adicionada a um volume pré-determinado de água destilada cara uma concentração final de 0,5% peso sobre volume ip/v} o mantida sob agitação constante à temperatura ambiente; A mistura foi progressivamente aquecida até atingir a temperatura de 30;'C e mantida a esta temperatura durante 20-30 minutos; Observo;..-se após este tempo uma completa e homogénea dispersão da goma goiana; De seguida, s temperatura foi progressivamente reajustada para 25 °C sempre sob agitação constante. Após a estabilização à temperatura referida acima, a dispersão foi transferida para recipientes de vidro para armazenamento e mantida à temperatura ambiente (2S°C) desta ver jâ sem a agitação. Apôs 2i horas, a dispersão foi reususpendida várias veres com uma seringa adequada e misturada com hidroxiapatite sinterisada {CaptaMS, Plasma Brotai; para uma proporção de 50/50 em peso entre goma goiana e componente cerâmico. A mistura foi de seguida injectada num medeio de defeito ósseo e permitida a sua permanência durante alguns minutos até gue se verificasse a formação de um compósito sói ido,Gel gum powder was prepared using a temperature basis for the production of homogeneous dispersions capable of being combined with one or more ceramic components and forming a gel upon injection into the defect. the powdered gelatin was added to a predetermined volume of distilled water at a final concentration of 0.5 wt% ip volume and kept under constant stirring at room temperature; The mixture was progressively heated to a temperature of 30 ° C and held at this temperature for 20-30 minutes; I observe, after this time, a complete and homogeneous dispersion of the gum; Thereafter, the temperature was progressively readjusted to 25 ° C always under constant stirring. After stabilization at the temperature mentioned above, the dispersion was transferred to glass containers for storage and kept at room temperature (250Â ° C) for no further stirring. After 21 hours, the dispersion was re-suspended several times with a suitable syringe and mixed with sintered hydroxyapatite (CaptaMS, Plasma Brotai; to a ratio of 50/50 by weight between goat gum and ceramic component. The mixture was then injected into a bone defect and allowed to remain for a few minutes until a solid,

Exemplo 2 - Produção de estruturas compósitas sólidas à base de goma geiana e um componente cerâmico para implantação num defeito ósseo.Example 2 - Production of solid composite structures based on gum and a ceramic component for implantation into a bone defect.

Goma oelana em pó foi processada utII irando métodos dependentes da temperatura dando origem a diversas estruturas. Neste exemplo aborda-se apenas a formação de discos. Os discos foraja produzidos da seguinte formai a goma geiana em pó foi. misturada cora água destilada e mantida sob agitação constante à temperatura ambiente, resultando numa concentração final de 2t peso sobre volume (p/v;; A mistura foi progressivamente aquecida até atingir a temperatura de 90 QC e mantida a esta temperatura durante 20-30 minutos; Obser.vou~.se após este tempo uma completa e homogénea dispersão da goma geiana; Seguidamente, foi adicionado hidroxiapatite sintetizada tCaptaityS, Plasma Brotai) à mi.st.ura para uma proporção do •35/.5. entre goma geiana o cerâmico e a temperatura foiGum powder was processed using temperature dependent methods giving rise to various structures. In this example, only disk formation is discussed. The discs foraja produced the following form the gum powder was. mixed with distilled water and kept under constant stirring at room temperature resulting in a final concentration of 2 wt% (w / v) The mixture was progressively heated to 90 ° C and maintained at this temperature for 20-30 minutes After this time a complete and homogeneous dispersion of the gellan was observed. Next, synthesized hydroxyapatite tCaptayS, Plasma Brotai) was added to the sample at a ratio of 35%. between gypsum and ceramic and the temperature was

U progressivamente reajustada pera 5C °C; A mistura foi depositada em moldes cilíndricos a permitida a sua permanência durante alguns minutos á tempenatura ambiente até que se formasse um gel solido.U progressively readjusted to 5 ° C; The mixture was allowed to stand in cylindrical molds for a few minutes at room temperature until a solid gel formed.

Guimarães , 22 de Setembro de 2009.Guimarães, September 22, 2009.

Claims (17)

REIVINDICAÇÕES 1, Compósitos moldáveis oaraoterxzados por serem baseados em goma goiana s terem propriedades bioactivas para aplicações na área da regeneração oe tecidos,Composite or water-based composites which are based on goat gum only have bioactive properties for applications in the area of tissue regeneration, 2, Compósitas de acordo com. a reivindicação 1, caractemisados por os hidrogéis á base de goma geia.ua poderem ter diferentes graus de acefciiaçáo e serem passíveis de modificações químicas,2, Composites according to. Claim 1, characterized in that the gum base hydrogels may have different degrees of acetylation and may be subject to chemical modifications, 3, Compósitos de acordo com a reivindicação 2, caraeterizados por os hidrogéis à base de goma goiana poderem, ser preparados em solução aquosa neutra ou U 1 .... U ,Composites according to claim 2, characterized in that the hydrogels based on goat gum can be prepared in neutral aqueous solution or U 1 ... U, 4, Compósitos de acordo com a reivindicação X, caraeterizados por um. ou roais componentes serem cerâmicos bioactivós.Composites according to claim X, characterized by a. or other components are ceramic bioactiv. 5, Compósitos do acordo com a reivindicaçáo i, caracterirados por os componentes cerâmicos poderem ter a forma de esferas, partículas, fibras, ou outras formas t r i - dimonai on a i s.Composites according to claim 1, characterized in that the ceramic components can be in the form of spheres, particles, fibers, or other forms of dimethyl amines. 6, Compósitos de acorde com a reivindicação 5, caracoerirados por apresentarem bioactívidade,Composites according to claim 5, characterized in that they have bioactivity, 7, Compósitos de acordo com a reivindicação 6, caraeterizados por a bioactívidade poder ser conferida 1. peia presença de hidrcxiapat.ite e./ou outros fosfates de cálcio incluindo hidroriapstite substituídas, vidros b i o a c i' vo s , e vi t r o ~ c e r âm 1 c o s .Composites according to claim 6, characterized in that the bioactivity may be conferred by the presence of hydroxylamine and / or other calcium phosphates including substituted hydroxypstites, bioacid glazes, and the like. cos 8, Compósitos de acordo com a reivindicação 6, caracterisados por a bíoactividade poder ser conferida peia imersão dos sistemas compósitos em soluções saturadas de iões divalent.es,Composites according to claim 6, characterized in that the biosactivity can be imparted by immersion of the composite systems in saturated divalent ion solutions, 9, Compósitos de acordo com a reivindicação 1, earacterisados: por poderem conter agentes bioactivos com capacidade de promover e/on sustentar a diferenciação osteogénica e/ou angiogénies de células,Composites according to claim 1, characterized in that they can contain bioactive agents capable of promoting and / or supporting osteogenic differentiation and / or cell angiogenesis, 10, Compósitos de acordo com a reivindicação 9, earacterisados por os agentes bioactivos poderem ser facrore» de crescimento, pèpfcidos, hormonas, drogas auti-inflamatórias não esterórdes, ou bifoníonatos.Composites according to claim 9, characterized in that the bioactive agents may be growth hormones, peptides, hormones, non-steroidal anti-inflammatory drugs, or bifonionates. 11, Compósitos de acordo com a reivindicação 1, earacterisados pelo hidrogei poder incorporar células de origem animai de forma a promover a regeneração do tecido ósseo e/ou vascular, podendo as células ser de origem autóloga, alogénica, xenogènica, ou de uma linha celular previamente estabelecida,Composites according to claim 1, wherein the cells are of autologous, allogenic, xenogeneic, or a cell line origin can be incorporated into cells of animal origin in order to promote the regeneration of bone and / or vascular tissue. previously established, 12, Compósitos de acordo com a reivindicação i, curcarteriaudos por a proporção em massa do hidrogei e do componente cerâmico se encontrar no intervalo de 99cl a 1:99,Composites according to claim 1, in which the weight ratio of the hydrogen and the ceramic component is in the range of from 99 to 1:99, 13. Compósitos de acordo com a reivindicação i. caracoerizados por serem mel da d os. por injecçào num molde pré·· definido. 1«. Compósitos de acordo com a reivindicação 4, caraeterisados por serem moldados por injecçào numa caridade corporal pré-existente ou indurida, constituindo esta o molde final dos sistemas.Composites according to claim 1. cured because they are honey. by injection into a pre-defined mold. 1". Composites according to claim 4, characterized in that they are injection molded into a pre-existing or indurated body charity, this being the final mold of the systems. 15. Compósitos de acordo com a reivindicação 14, ca.raeterizados por serem capazes de colocar e manter no local do defeito o(s) componenteís) cerâmicosís;. 16 < Compósitos de acordo com a reivindicação if oaracterízados pelo componente hídroçel ser biodegradável num intervalo de tempo entre uma semana e um ano.Composites according to claim 14, characterized in that they are capable of placing and maintaining at the defect site the ceramic component (s). 16 < Composites according to claim 1, characterized in that the hydrogel component is biodegradable over a period of time from one week to one year. 17, Compósitos de acordo com a reivindicação 1, caracferizados por estes poderem ser reticulados através da mistura com tampão fosfato salino com constituição controlada, aquando da moldação.Composites according to claim 1, characterized in that they can be cross-linked by mixing with phosphate buffered saline in a controlled constitution during molding. 18.. Compósitos de acordo com a reivindicação X, oaracterízados peio componente hidrogei poder ser reticulado através dos Iões fisioloqicamnnte presentes na cavidade corporal, pré-existente ou induzida aquando da sua administração por injecção.Composites according to claim X, characterized in that the hydrogeomer component can be crosslinked through the ions physiologically present in the body cavity, pre-existing or induced upon administration by injection. 19, Compósitos de acordo com a reivindicação 3, caracterinados por a reticuiação do componentes hidrogei 3 poder ser catalisada cu co-adjuvada peio componente cem autico a 20 < Compósitos de acordo com as reivindicações i a 19 caracterisados por serem aplicados como substitutos ósseos para regeneração de tecido ósseo nas áreas ortopédica e maniiofaciai-21, Compósitos de acordo com as reivindicações 1 a 19 cãracze r1zados por serem aplicados como material da preenchimento e/ou aumento de volume de tecidos nâo ósseos - Goimarles,; 22 de Setembro de 2009.Composites according to claim 3, characterized in that the cross-linking of the hydrogen components can be catalysed as co-adjuvanted by the active component at 20 ° C. Composites according to claims 1 to 5, characterized in that they are applied as bone substitutes for the regeneration of bone tissue in the orthopedic and maniocfacial areas. Composites according to claims 1 to 19 characterized in that they are applied as filler and / or augmentation material of volume of non-osseous tissues - Goimarles ,; September 22, 2009.
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PT106174A (en) * 2012-02-24 2013-08-26 Ass For The Advancement Of Tissue Engineering Cell Based Technologies & Therapies A4Tec Associacao THREE-DIMENSIONAL POROSA STRUCTURE THAT PERMITS SEGMENTARY VASCULARIZATION FOR COMPLEX TISSUE ENGINEERING AND METHODS OF PRODUCTION THEREOF

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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PT106174A (en) * 2012-02-24 2013-08-26 Ass For The Advancement Of Tissue Engineering Cell Based Technologies & Therapies A4Tec Associacao THREE-DIMENSIONAL POROSA STRUCTURE THAT PERMITS SEGMENTARY VASCULARIZATION FOR COMPLEX TISSUE ENGINEERING AND METHODS OF PRODUCTION THEREOF
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