WO2006035083A1

WO2006035083A1 - Biomaterial para sutura

Info

Publication number: WO2006035083A1
Application number: PCT/ES2005/000468
Authority: WO
Inventors: Manuel GONZÁLEZ DE LA PEÑA; Gemma FERNÁNDEZ MIGUEL; Damián GARCÍA-OLMO
Original assignee: Cellerix, S.L.; Universidad Autónoma de Madrid
Priority date: 2004-08-25
Filing date: 2005-08-17
Publication date: 2006-04-06
Also published as: ES2264862B1; EP1803472B1; US20060047312A1; ES2264862B8; US20090292311A1; EP1634608A1; EP1803472A1; ES2264862A1; US11253632B2; ES2610802T3; US20200101199A1; DK1803472T3

Abstract

La presente invención hace referencia a un biomaterial para sutura y sus aplicaciones. Más concretamente, la presente invención se refiere a un biomaterial para sutura recubierto de células que permite acelerar el proceso de reparación, contribuyendo de manera biológicamente activa a la cicatrización del tejido. El uso de dicho biomaterial comporta también una menor inflamación del tejido en el que se realiza la sutura, lo cual permite disminuir el tiempo requerido para la curación de la herida abierta, minimizando el riesgo de infección y de pérdidas de fluidos orgánicos y con ello, el número de fracasos quirúrgicos.

Description

BIOMATERIAL PARA SUTURA

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un material para sutura y sus aplicaciones. En concreto, la invención se refiere a un material para sutura recubierto de células que contribuye de forma biológicamente activa en el proceso de reparación tisular y por ello en la cicatrización de las heridas.

Antecedentes de la invención

Toda herida abierta representa un riesgo de infección, así como una vía de escape de aire y fluidos orgánicos, por lo que su cierre se convierte en una urgente necesidad. En heridas superficiales de la piel, que no traspasan la dermis, se produce un cierre primario espontáneo por la toma de contacto de los bordes de la herida, mientras que en aquellas heridas dónde existe una clara separación de los tejidos, solamente la acción quirúrgica (sutura de la herida) puede conseguir este cierre primario, también denominado cura por primera intención.

Tradicionalmente, la sutura ha sido el método clásico para el afrontamiento de los bordes de la herida con vista a lograr la rápida cicatrización de los tejidos. La cura por primera intención mediante sutura, consiste en la aproximación de los bordes de la herida gracias a la introducción de un hilo de sutura en el tejido mediante una aguja metálica unida a uno de sus extremos y la realización de pases sucesivos entre ambos lados de la incisión facilitando de una forma pasiva el cierre de la herida.

Además, las suturas son utilizadas en la práctica quirúrgica para detener el sangrado (hemostasis), así como en la reparación de órganos y otras estructuras del cuerpo humano. En algunas situaciones estas suturas son especialmente delicadas por las dificultades de cicatrización de los tejidos en los que se asientan. Tal es el caso de las suturas de la pared del colon, los tendones así como en microcirugía en tejido nervioso y vasos sanguíneos.

Uno de los mayores inconvenientes que presenta la sutura de tejidos, es el hecho de que el diámetro de la aguja es mayor al del hilo, de manera que el punto de inserción de la aguja no será totalmente ocupado por éste, generándose zonas por las que puede haber pérdida de fluidos. Este cierre deficiente de la herida es frecuentemente causa de complicaciones post-quirúrgicas, como por ejemplo, en el caso de anastomosis intestinales realizadas en pacientes afectos de carcinoma o diverticulosis, a los que se ha debido practicar una resección del segmento intestinal enfermo, para posteriormente unir los dos extremos sanos. En dichos pacientes, debido a un cierre incompleto, se pueden producir pérdidas de materia fecal con invasión de los tejidos circundantes, lo cuál será causa de peritonitis, con el consiguiente riesgo para la vida del paciente. Este riesgo se ve aumentado en pacientes que presentan una reducción del espesor de la pared intestinal, como en el caso de la enfermedad inflamatoria intestinal. En un intento de evitar las fugas de forma pasiva, se utilizan adhesivos biomédicos que serán aplicados sobre los puntos de sutura, de manera que quede sellada la apertura generada por el paso del hilo a través del tejido.

El uso de grapas representa una alternativa al método clásico de sutura. Permite realizar el cierre primario de los tejidos en un menor tiempo, reducir la pérdida de sangre, disminuir la contaminación y preservar el flujo sanguíneo. Un factor limitante en el empleo de grapas como método de cura por primera intención, es la necesidad de tener acceso a la parte superior e inferior del tejido a unir. Asimismo, debido a la fuerza ejercida al inserir las grapas pueden producirse desgarros en el tejido. Una solución a este problema, en un nuevo intento de contención pasiva, es decir, sin contribuir de forma biológicamente activa a la mejora del programa de la cicatrización y reparación de tejidos, es la aplicación de un bioadhesivo sobre la zona de inserción de la grapa.

Los adhesivos biocompatibles actúan facilitando la aposición de los tejidos proporcionando así una fuerza de tensión biomecánica estable y regular, a lo largo de todo el trayecto incisional, ayudando con esto al mantenimiento de la estructura tisular en el lugar de la lesión. Éstos pueden dividirse en dos categorías: adhesivos biológicos, sintetizados a partir de proteínas plasmáticas y polímeros sintéticos, principalmente cianoacrilato y sus derivados.

El mayor inconveniente que presentan los adhesivos de origen biológico es el riesgo de transmisión viral. Asimismo, los bioadhesivos sintéticos actualmente disponibles tienen varios inconvenientes. En su mayoría son líquidos, siendo de difícil aplicación, de manera que su uso queda restringido a heridas superficiales. Por otra parte, son substancias con carácter alergénico y potencialmente tóxico. Ha sido descrito que dichos materiales inducen una respuesta inflamatoria en el organismo, lo cual contribuye a retrasar la regeneración y cicatrización de los tejidos, limitando mucho su utilidad (Aronson et al, 1970; Milde et al, 1989). Por tanto, un método que permita el cierre de heridas y la sutura de tejidos sin inducir una respuesta inflamatoria, sin necesidad de que sean utilizados este tipo de adhesivos, representaría un avance especialmente importante en el caso de sutura de tejidos internos.

Por otra parte, la evolución de las suturas ha llegado a tal punto de refinamiento, que existen suturas específicamente diseñadas para cada tipo de intervención. El cirujano elije la sutura en función de la naturaleza del procedimiento, las características del paciente, la tensión que debe soportar la sutura,... Hay disponibles en el mercado una gran variedad de hilos de sutura: absorbibles y no absorbibles, de estructura monofilamento y multifilamento, así como de origen natural y sintético.

Con el objetivo de mejorar las características funcionales de los hilos de sutura, existen diversas patentes (GB577047, GB 1401842, GB 1430554, RU2125469) en que los hilos son impregnados de sustancias germicidas para evitar la contaminación de los puntos de sutura.

La patente europea EP0652017 protege biomateriales, en cuya definición estarían comprendidos los materiales de sutura, que han sido recubiertos para evitar la deposición sobre el hilo de constituyentes sanguíneos, y retrasar así la coagulación. En dicha patente se encuentra también descrito el uso de anticoagulantes y sustancias con propiedades antiinflamatorias como material de recubrimiento del biomaterial.

La patente US6264675 protege un material de sutura que comprende un hilo de sutura recubierto de un material adhesivo cuyas propiedades de adhesión se activan al ser insertado en el tejido a reparar, el cual se encuentra unido a una aguja por uno de sus extremos. El bioadhesivo utilizado en dicha invención solventa uno de los principales problemas asociados al método de sutura, ya que evita las pérdidas de fluidos a través de los puntos de inserción de la aguja. No obstante, presenta como inconvenientes el carácter alergénico y potencial toxicidad inherente a la propia naturaleza de los bioadhesivos.

Hay que tener en cuenta que todos los materiales de sutura inducen "per se" una respuesta inmunológica del organismo por reconocimiento de un cuerpo extraño, lo que sistemáticamente entorpece la cicatrización natural de los tejidos. Por ello conseguir ocultar el material extraño al sistema inmunológico, mediante un recubrimiento celular, preferiblemente autólogo, sería de nuevo un avance especialmente importante en los casos de suturas comprometidas.

A pesar del grado de sofisticación alcanzado por las suturas, los métodos de sutura citados contribuyen a la aposición de los tejidos de manera pasiva, sin participar de forma biológicamente activa en la cicatrización del tejido.

Por otra parte, se conocen diversas poblaciones celulares presentes en el adulto, capaces de contribuir a la reparación de tejidos conectivos. Así, por ejemplo, el estroma de la médula ósea contiene, entre otras, una población de células denominadas células madre mesenquimales (Friedenstein et al, 1976; Caplan et al, 1991; Pittenger et al, 1999). Estudios realizados en estas células, han demostrado que pueden diferenciarse a distintos linajes celulares mesenquimales, como adipocitos (Beresford et al, 1992), condrocitos (Johnstone et al, 1998), mioblastos (Wakitani et al, 1995) y osteoblastos (Haynesworth et al, 1992). Asimismo, en el tejido adiposo, que al igual que la médula ósea deriva del mesodermo embrionario y está constituido por una población celular heterogénea, se han identificado células madre multipotenciales, que pueden ser fácilmente aisladas (Zuk et al, 2001). Estas células son similares, aunque no idénticas, a las células madre mesenquimales de la médula ósea (De Ugarte et al, 2003) y son también capaces de diferenciarse a múltiples linajes celulares mesenquimales (condrocitos, osteocitos, adipocitos y mioblastos). Además, al igual que las células madre mesenquimales procedentes de médula ósea, presentan capacidad de diferenciación a neuronas (Zuk et al, 2002).

La capacidad de establecer uniones entre tejidos biológicos ha sido uno de los principales retos en la investigación biomédica. La sutura ideal es aquella que presenta características de resistencia y fácil manejo, no induce una respuesta inflamatoria del tejido y no promueve la infección. Es decir, aquella cuyo uso no sólo permite el cierre de la herida sino que contribuye a su completa curación.

La presente invención hace referencia a un material para sutura que permite acercar los extremos tisulares, facilitando la cura por primera intención, y a su vez acelerar el proceso de reparación, contribuyendo de manera biológicamente activa a la cicatrización del tejido. El uso de dicho material comporta también una menor inflamación del tejido en el que se realiza la sutura, lo cual permite disminuir el tiempo requerido para la curación de la herida abierta, minimizando el riesgo de infección y de pérdidas de fluidos orgánicos y con ello, el número de fracasos quirúrgicos.

Explicación de la invención El biomaterial para sutura de la presente invención comprende un material de sutura fisiológicamente compatible, denominado material de soporte, recubierto de una población celular con capacidad proliferativa y/o de diferenciación, características necesarias de cara a su participación en la regeneración del tejido en el que se realice la sutura. Así, este biomaterial para sutura no se limita a aproximar los dos extremos de la herida abierta, sino que a su vez contribuye activamente en su cicatrización acelerando el proceso de reparación tisular. Dicha innovación representa una importante ventaja, en especial en el caso de sutura en órganos internos, y en particular en el caso de anastomosis intestinales, resultado de resecciones del tracto gastrointestinal o en la zona urogenital.

En un primer aspecto, de la invención proporciona un biomaterial para sutura, útil como agente terapéutico en el tratamiento de heridas, tanto accidentales como quirúrgicas y en la sutura de tejidos. Este biomaterial comprende un material de soporte para sutura y una población celular, caracterizada por presentar capacidad proliferativa y/o de diferenciación, recubriendo dicho material de soporte.

En una realización particular, el material de soporte para sutura utilizado incluye pero no se limita a grapas, hilos absorbibles, hilos no absorbibles, hilos de origen natural, hilos de origen sintético, hilos de estructura monofilamento e hilos de estructura multifilamento (también denominados trenzados).

En otra realización particular, el material de soporte para sutura utilizado incluye pero no se limita a hilos absorbibles, hilos no absorbibles, hilos de origen natural, hilos de origen sintético, hilos de estructura monofilamento e hilos de estructura multifilamento o trenzados, unidos a una aguja para sutura.

En una realización particular, la invención proporciona un biomaterial para sutura que comprende un hilo de sutura unido a una aguja por uno de sus extremos como material de soporte y como población celular de recubrimiento células madre adultas multipotentes de origen mesodérmico

En una realización particular más preferida, el material de soporte para sutura utilizado son hilos absorbibles, de origen sintético, de estructura monofilamento, unidos a una aguja para sutura.

En un segundo aspecto, la invención comprende utilizar células con capacidad proliferativa y/o de diferenciación, como población celular de recubrimiento de un material de soporte para sutura.

Una realización particular de la invención comprende el utilizar células madre como población celular de recubrimiento del biomaterial para sutura.

Una realización particular más preferida comprende el utilizar células madre pluripotentes, capaces de diferenciar a cualquier tipo de tejido, como población celular de recubrimiento del biomaterial para sutura.

Una realización particular aún más preferida comprende el utilizar células madre multipotentes capaces de diferenciar a diversos tipos de tejido, como población celular de recubrimiento del biomaterial para sutura. En una realización preferida de la invención, las células madre adultas mulíipotentes, capaces de diferenciarse a diferentes tipos celulares, utilizadas como población de recubrimiento son aisladas a partir de tejido adiposo humano. En humanos la fuente preferida de tejido adiposo es el tejido graso subdérmico, siendo el método preferido de recolección el lipoaspirado.

Una realización particular de la invención comprende el utilizar como población celular de recubrimiento células de origen autólogo o alogénico o xenogénico, o bien combinaciones de éstas. Otra realización particular preferida de la invención comprende el uso de células madre adultas multipotentes de origen alogénico como población celular de recubrimiento del biomaterial para sutura de la invención.

Una realización particular más preferida de la invención comprende el uso de células madre mesenquimales de origen alogénico como población celular de recubrimiento del biomaterial para sutura de la invención, incluyendo células madre aisladas de tejidos mesodérmicos tales como, pero sin limitarse a: médula ósea, dermis, tejido adiposo y músculo esquelético, Ha sido descrito por otros autores el carácter no inmunogénico de células madre mesenquimales aisladas de médula ósea,las cuáles escapan al reconocimiento de las células T aloreactivas en ensayos in vitro (Tse et al.

2003). Dicha característica otorga a las células madre mesenquimales de un donante alogénico la propiedad de poder ser utilizadas en cualquier paciente, independientemente de que exista una incompatibilidad de complejo mayor de histocompatibilidad (CMH). Así pues, el uso de células madre mesenquimales de un donante alogénico supone una fuente alternativa a las células madre mesenquimales de origen autólogo para su uso en terapia.

Preferentemente, la población celular de recubrimiento serán células de origen autólogo. Una realización particular especialmente preferida comprende el utilizar células madre adultas multipotentes autólogas aisladas de lipoaspirado, como población celular de recubrimiento del biomaterial para sutura de la invención (Ejemplo 1). El uso de células madre adultas autólogas presenta como ventaja que por su naturaleza son inmunocompatibles, y por tanto, no generan problemas de inflamación, ni rechazo. Además su uso no presenta impedimentos de tipo ético y legal. En una realización preferida de la invención, dicho biomaterial para sutura comprende como población celular de recubrimiento células madre adultas autólogas siendo su uso restringido al paciente del cual proceden dichas células.

Una realización particular de la invención comprende el utilizar células madre, que expresen al menos una característica propia de una célula especializada, como población celular de recubrimiento del biomaterial para sutura de la invención.

Una realización preferida de la invención comprende el utilizar células progenitoras de un linaje celular especializado y obtenidas a partir de células madre del paciente, que expresen al menos una característica propia de célula progenitora especializada, como población celular de recubrimiento del biomaterial para sutura de la invención. Por tanto, no se generarán problemas de inflamación, ni rechazo, más aún los componentes de los materiales de sutura quedarían ocultos al sistema inmunológico por el recubrimiento con células madre autólogas, lo que sin duda mejoraría el proceso reparativo.

Una realización particular preferida comprende el utilizar células madre que han sido inducidas a diferenciarse in vitro a células que expresen al menos una característica propia de una célula especializada, como población celular de recubrimiento del biomaterial para sutura.

Una realización particular más preferida comprende el utilizar células madre multipotentes, que han sido inducidas a diferenciarse in vitro a células que expresen al menos una característica propia de una célula especializada, como población celular de recubrimiento del biomaterial para sutura. Que incluye pero no se limita a los siguientes tipos celulares: célula epitelial, célula endotelial, adipocito, miocito, condrocito, osteocito, neurona, astrocito, oligodendrocito, hepatocito y célula pancreática.

Una realización particular preferida de la invención comprende el biomaterial para sutura de la invención, en el que la población celular de recubrimiento ha sido genéticamente modificada. Una realización particular preferida comprende el biomaterial para sutura, en el que la población celular de recubrimiento ha sido genéticamente modificada de manera que exprese factores que contribuyan al proceso de reparación tisular, que incluyen pero no se limitan a: factores de crecimiento, factores morfogenéticos, proteínas estructurales y citoquinas.

Otra realización preferida de la invención comprende el biomaterial para sutura de la invención, en el que la población celular de recubrimiento está constituida por una población celular heterogénea. Se define población celular heterogénea como aquella que comprende células de distintos tipos celulares o células en diferentes estadios de diferenciación o bien combinaciones de ambas.

Un tercer aspecto de la invención proporciona un método para la obtención del biomaterial para sutura de la invención, en el que la población celular de recubrimiento se une al material de soporte, preferiblemente mediante adhesión.

Una realización particular preferida de la invención proporciona un método para la obtención del biomaterial para sutura en el que la población celular de recubrimiento se une al material de soporte, preferiblemente mediante adhesión. Dicho método comprende:

1. expandir la población celular de elección;

2. sumergir el material de sutura en un medio de cultivo adecuado para dicha población celular;

3. inocular una suspensión de la población celular pre-cultivada sobre el material de sutura;

4. cultivar la preparación anterior en condiciones adecuadas, que incluye pero no se limita a cultivo en placas y cultivo dinámico en tubos; 5. aislar el material de soporte que presenta un recubrimiento celular adecuado.

Las etapas de expansión y cultivo de la población celular utilizada en el recubrimiento del material de soporte del biomaterial, serán evidentes para cualquier experto en la materia. Una realización particular más preferida de la invención proporciona un método para la obtención del biomaterial para sutura, en el que el material de soporte ha sido previamente recubierto de un material cuya función es aumentar la adhesión de la población celular de recubrimiento. Dicho material de recubrimiento del material de soporte incluye pero no se limita a péptidos, antígenos proteicos, anticuerpos, azúcares y lípidos. En una realización particular aún más preferida, dicho material de recubrimiento son proteínas de matriz extracelular de células eucariotas o anticuerpos.

Otra realización particular preferida proporciona un método para la obtención del biomaterial para sutura, que comprende la modificación genética de la población celular de elección, previamente a la expansión de dicha población celular.

Un cuarto aspecto comprende el uso del biomaterial para sutura de la invención en terapia.

Una realización particular preferida comprende el uso del biomaterial para sutura en la aproximación de los bordes tisulares, que incluye pero no se limita a su aplicación terapéutica en hemostasis, transplante de órganos, cirugía del tracto gastrointestinal, cirugía del tracto urogenital, cirugía del tracto respiratorio, cirugía ocular, cirugía vascular, cirugía plástica y reparadora, cirugía en tejido muscular, en tejido epitelial, en tejido nervioso, así como en reparación de tendones, tejido óseo y tejido cartilaginoso.

Una realización particular más preferida de la invención comprende el uso de las suturas recubiertas de células madre de origen mesodérmico preferiblemente autólogas en los casos en que la reacción inflamatoria local generada por el material de sutura pueda perjudicar los resultados de la intervención quirúrgica.

Una realización particular todavía más preferida comprende el uso del biomaterial para sutura en la aproximación de los bordes tisulares en toda actividad quirúrgica donde sea deseable una mejora de la capacidad de cicatrización local. Una realización particular aún más preferida comprende el uso del bíomaterial para sutura en la aproximación de los bordes tisulares en anastomosis intestinales.

Otra realización particular preferida comprende el uso del biomaterial para sutura en la sujeción de prótesis, como por ejemplo válvulas cardiacas o válvulas neuroquirúrgicas.

Otra realización particular de la invención, comprende el uso de cualquier material protésico (o artefacto) usado en medicina que se implante en el cuerpo humano con los que frecuentemente haya problemas de biocompatibilidad, como por ejemplo válvulas implantes y prótesis quirúrgicas, que haya sido recubierto de células.

Descripción de las figuras

Las figuras Ia-Ie muestran una fotomicrografía de contraste de fases, en modo visible, de los distintos fragmentos de hilos de sutura usados como material de soporte en el Ejemplo 1. Donde la figura 1 a muestra el tipo de hilo absorbible vicryl (Ethicon) ref. V460; la figura Ib muestra el tipo de hilo absorbible monocryl (Ethicon) ref. Y3110; la figura Ic muestra el tipo de hilo absorbible Dexon II (USS-DG) Ref. 9819- 41; la figura Id muestra el tipo de hilo absorbible Safil quick (B/Braun) Ref. 0046030 y la figura le muestra el tipo de hilo no absorbible Ethilon (Ethicon) Ref. Wl 621.

Las figuras 2a-2e ilustran mediante una fotomicrografía de contraste de fases, en modo ultravioleta, el grado de recubrimiento celular alcanzado en los fragmentos de hilos de sutura usados en el Ejemplo 1, tras una semana de incubación. Donde la figura 2a muestra el tipo de hilo absorbible vicryl (Ethicon) ref. V460; la figura 2b muestra el tipo de hilo absorbible monocryl (Ethicon) ref. Y3110; la figura 2c muestra el tipo de hilo absorbible Dexon II (USS-DG) Ref. 9819-41; la figura 2d muestra el tipo de hilo absorbible Safil quick (B/Braun) Ref. 0046030 y la figura 2e muestra el tipo de hilo no absorbible Ethilon (Ethicon) Ref. Wl 621.

Las figuras 3a-3b ilustran el aspecto general que presentaba la cavidad abdominal de las ratas tras ser laparotomizadas en el cuarto día postoperatorio. Una comparación del aspecto general (inflamación, adherencias generales,..) nos permiten ya diferenciar dos patrones en la evolución de la cicatrización de la sutura anastomótica. La figura 3 a muestra una fotografía de una de las ratas (n°l) pertenecientes al grupo A (cirugía realizada con el biomaterial para sutura de la invención). La figura 3b muestra una fotografía de una de las ratas (n°3) pertenecientes al grupo B (cirugía realizada con hilos Vicryl® 4/0). Las figuras 4a-4b corresponden a una fotografía del segmento cólico que contenía la anastomosis una vez introducido un catéter por el extremo proximal, antes de proceder a la determinación de la presión de ruptura. La figura 4a muestra una fotografía del segmento cólico de una de, las ratas (n°l) pertenecientes al grupo A (cirugía realizada con el biomaterial para sutura de la invención). La figura 4b muestra una fotografía del segmento cólico de una de las ratas (n°3) pertenecientes al grupo B (cirugía realizada con hilos Vicryl® 4/0). Con el objetivo de facilitar la comprensión del escalado de las imágenes y poder comparar el grado de inflamación que presenta el segmento cólico resecado en las figuras 4a y 4b, se ha tomado como referencia la longitud de una porción del catéter, cuyo tamaño real son 7 mm, y se ha indicado mediante una marca, usada como escala de referencia, en la parte inferior de las figuras.

La figura 5 muestra un diagrama que ilustra la variación de la resistencia física de una sutura cólica estándar ante los incrementos de presión intraluminal, en función del tiempo transcurrido desde su realización. Así, se ha observado que tras las primeras horas de postoperatorio se produce un descenso en la resistencia, detectándose los valores más bajos entre el tercer y cuarto día del postoperatorio.

Descripción detallada de modos de realización

La invención proporciona un biomaterial para sutura que comprende un material de soporte para sutura, preferentemente un hilo de sutura, y una población celular recubriendo dicho material de soporte. Esta población celular de recubrimiento se caracteriza porque presenta capacidad proliferativa y/o de diferenciación.

En una realización particular, la invención proporciona un biomaterial de sutura que comprende un hilo de sutura unido a una aguja por uno de sus extremos como material de soporte y como población celular de recubrimiento células madre adultas autólogas derivadas de lipoaspirado. Los siguientes ejemplos se presentan para ilustrar, pero no limitan la presente invención.

EJEMPLO 1: Recubrimiento de hilos de sutura con células madre adultas humanas derivadas de tejido adiposo

El objetivo del presente experimento ha sido estudiar la capacidad de adhesión de un determinado tipo celular a diferentes tipos de hilos de sutura, que actúan como material de soporte del biomaterial para sutura de la presente invención.

1.1. Materiales

Se utilizaron cinco tipos diferentes de hilo de sutura, de igual grosor 3-0 (2 Ph .Eur.). Todos ellos de origen sintético (Tabla I).

Tabla I

Como población celular de recubrimiento se utilizaron células madre adultas derivadas de lipoaspirados (CMDLs) humanas, adherentes, que habían sido previamente transducidas con vectores retrovirales que codifican Cop-GFP, proteína fluorescente verde, utilizados como gen marcador. 1.1.1. Aislamiento de CMDLs

El tejido adiposo fue obtenido mediante liposucción. Se introdujo una cánula de extremo romo en el espacio subcutáneo gracias a una pequeña incisión periumbilical (menos de 0.5cm de diámetro). Se realizó la succión, deslizando la cánula a través del compartimiento de tejido adiposo situado bajo la pared abdominal, ayudando así, a la disrupción mecánica del tejido adiposo. Con el objetivo de minimizar la pérdida de sangre, se inyectó solución salina y epinefrina, como agente vasoconstrictor. Mediante este método se obtuvieron, 80-100 mi de lipoaspirado crudo de cada paciente.

Se procedió al lavado del lipoaspirado con solución salina tamponada con fosfato (PBS). A continuación, se realizó la disrupción del tejido adiposo mediante digestión de la matriz extracelular con colagenasa tipo II en solución salina (5mg/ml) a 37° durante 30 minutos para liberar la fracción celular. Se inactivo la colagenasa por adición de un volumen equivalente de medio DMEM, con un 10% de suero bovino fetal. Dicha suspensión celular se centrifugó a 250 g durante 10 minutos obteniéndose un depósito de células. Dichas células se resuspendieron en medio DMEM, con un 10% de suero bovino fetal. Se añadió NH₄Cl a una concentración final de 0,16 M y se incubó durante 10 minutos a temperatura ambiente para inducir la lisis de los eritrocitos presentes. La suspensión fue centrifugada a 250-400 g y se resuspendió en DMEM- 10% FBS con 1% ampicilina-estreptomicina. Finalmente, se plaquearon las células, inoculándose 20-30.000 células por cm².

1.1.2. Cultivo de CMDLs

Las células se mantuvieron en cultivo durante 20-24 horas a 37⁰C, en atmósfera con 5% de CO₂. Tras 24 horas de incubación, las placas se lavaron con PBS para eliminar aquellas células que no presentaban adherencia, así como restos celulares.

1.1.3. Transfección de CMDLs adherentes con el gen marcador Cop-GFP

Transfección de las CMDLs que presentaban características de adherencia mediante transducción con sobrenadantes que contenían partículas retrovirales, RetroFect ®, pseudotipadas con VSV-G (glicoproteína de la envuelta del virus de la estomatitis vesicular), que codifican el gen marcador Cop-GFP. Cop-GFP es una proteína verde fluorescente de copépodo {Pontellina plumata) y permite la fácil identificación y selección de las células infectadas por fluorescencia directa. Dicha proteína fluorescente no entra en el núcleo celular. Esto constituye una ventaja, ya que las células que están expresando la proteína Cop-GFP pueden ser fácilmente distinguidas de partículas fluorescentes interferentes.

El método utilizado en la transducción de las CMDLs adherentes consistió en:

1. Se añadió polibreno (adyuvante para la transducción retroviral) al sobrenadante retroviral a una concentración final de polibreno de 8 μg/ml.

2. Se cambió el medio de las células diana y se reemplazó por las partículas retrovirales, usando aproximadamente 106 μl de sobrenadante retroviral (aditivos incluidos) por cada cm² de superficie.

3. Para infectar las células se utilizó un método de transducción dinámico. Se centrifugaron las células a 1000 g durante 60 minutos a 37⁰C en presencia del sobrenadante retroviral.

4. Se retiró el sobrenadante y se añadió medio de cultivo fresco DMEM completo (DMEM-10% FBS con 1% ampicilina-estreptomicina). Las células transducidas se cultivaron durante 48-72 horas en dicho medio de cultivo

5. Las células se despegaron de las placas de cultivo con una mezcla de tripsina-EDTA.

6. Se analizó una alícuota mediante citometría de flujo, el resto de células se pasaron a otro recipiente de cultivo para expandirlas.

1.2. Ensayo de adhesión de las células a los hilos de sutura

Como material de soporte, se ensayaron cinco tipos de hilos de sutura distintos.

Se cortaron fragmentos de aproximadamente 1 cm de longitud, introduciéndose dos fragmentos de hilo por pocilio, en placas de cultivo de 24 pocilios. Las figuras Ia-Ie muestran una fotomicrografía de contraste de fases, en modo visible, de los distintos tipos de hilos de sutura usados como material de soporte. 1. Se añadieron 0,5 mi de medio de cultivo DMEM completo, en cada uno de los pocilios, para humedecer los hilos y averiguar si los hilos iban a permanecer sumergidos en el medio de cultivo o flotarían. Los hilos ensayados no flotaron o tras forzar su inmersión permanecieron en el fondo de los pocilios.

2. Se preparó una suspensión de células CMDL a una concentración de 50.000 cels/ml y se añadió 1 mi de esta suspensión en cada pocilio.

3. Las placas de cultivo en que se habían depositado los hilos, fueron cultivadas en presencia de la suspensión celular en atmósfera con 5% CO₂ a 37°C, durante 20-24 horas.

4. Se observó al microscopio el grado de recubrimiento celular de los hilos alcanzado tras 20-24 horas de incubación, en modo visible y en modo de fluorescencia.

En modo visible no es posible detectar las células sobre los hilos pero si permitió detectar la presencia de células muy dispersas en el fondo del pocilio. Mientras que en modo fluorescencia, gracias a la expresión de la proteína Cop-GFP en las células CMDL transfectadas, se observaron algunas células fluorescentes individuales sobre los hilos, aunque en número muy escaso. 5. Se observó al microscopio el grado de recubrimiento celular de los hilos alcanzado 48 horas de incubación, en modo visible y en modo de fluorescencia. No se observaron cambios significativos en la cobertura de los hilos, respecto a las 24 horas de incubación. Se trasladaron los hilos a pocilios con nuevo medio de cultivo. A partir de este momento, el medio de cultivo fue cambiado cada 2-3 días según calendario.

6. Se observó al microscopio el grado de recubrimiento celular de los hilos alcanzado a las 72 horas de incubación, en modo visible y en modo de fluorescencia. Se pudieron observar y fotografiar grupos de células sobre algunos de los hilos ensayados, incluso se pudo diferenciar las células individuales al distinguirse el núcleo de las mismas ya que la proteína Cop- GFP no se expresa en el núcleo de la célula,

7. Tras 1 semana de incubación de. las células CMDL transducidas con la proteína Cop-GFP en presencia de los hilos, se observó un aumento en el grado de recubrimiento celular de la superficie de los hilos gracias a las células generadas por división a partir de aquellas que inicialmente se adhirieron a los hilos. Las figuras 2a-2e ilustran mediante una fotomicrografía de contraste de fases, en modo ultravioleta, el grado de recubrimiento celular alcanzado en los fragmentos de hilos de sutura usados, tras una semana de incubación.

EJEMPLO 2: Uso del biomaterial de sutura en anastomosis intestinales

El objetivo de este ensayo ha sido el determinar las características del biomaterial para sutura que proporciona la presente invención y las ventajas que aporta su uso frente a hilos de sutura convencionales, mediante la realización de anastomosis cólicas en ratas.

Tras realizar la anastomosis con el biomaterial para sutura de la invención y paralelamente con hilos no recubiertos de células, utilizados como control negativo, se determinaron una serie de parámetros que permitieron valorar el estado de la lesión anastomótica y comparar los resultados obtenidos con ambos tipos de hilos.

2.1. Intervención quirúrgica

2.1.1. Animales y material de sutura

En la realización de la experiencia se utilizaron 12 ejemplares adultos de ratas BDIX, con un peso comprendido entre 130-260 gramos. Dos de los ejemplares se emplearon para la obtención de células madre de rata del tejido adiposo subdérmico y 10 para el estudio de suturas cólicas. Los hilos recubiertos de células se hicieron siguiendo un protocolo similar al ilustrado en el Ejemplo 1. Las ratas BDIX son singénicas, es decir, son genéticamente idénticas e inmunológicamente compatibles. Cada rata se identificó con un número del 1-10 y a cada una le correspondió un lote de suturas con el mismo número. La muestra se dividió en dos grupos, en función del material de sutura utilizado en la anastomosis:

• Grupo A (5 ratas): Anastomosis cólica simple realizada con el biomaterial de sutura de la invención. Concretamente, se utilizaron hilos Vicryl® (Polyglactin 910) 4/0, sutura trenzada absorbible, que habían sido tapizados con células derivadas de tejido adiposo de ratas BDIX. En la preparación del biomaterial de sutura de la invención fue utilizado el mismo protocolo que en el Ejemplo 1.

• Grupo B (5 ratas): Se considera como grupo control. Anastomosis cólica simple realizada con hilos Vicryl® (Polyglactin 910) 4/0.

El 50% de los lotes de sutura se cultivaron en presencia de células madre (biomaterial para sutura de la invención) y la otra mitad fueron incubadas, en idénticas condiciones, tan sólo en presencia de medio de cultivo. Por tanto, resultaba imposible diferenciar los dos tipos de suturas empleados por su aspecto. Se trata de un estudio ciego puesto que los cirujanos desconocían el tipo de hilo empleado en cada intervención.

2.1.2. Anastomosis cólica simple Las ratas fueron laparotomizadas bajo anestesia general tras 24 horas de ayuno con agua "ad libitum". Se practicó una sección completa del colon en el punto medio del colon transverso, cuidando de no lesionar la vascularización marginal y evitando la hemorragia. A continuación, se realizó una anastomosis de los cabos, termino-terminal, evertida y en un plano, con al menos 6 puntos de sutura. Cada punto se anudó tres veces. Finalizada la anastomosis se reintrodujo el colon en la cavidad abdominal y se cerró la laparotomía con hilo de seda del 0 en dos planos.

2.2. Valoración de la cicatrización

Los animales fueron sacrificados, por decapitación, el cuarto día postoperatorio. Con el animal en asistolia se procedió a la apertura del abdomen y se valoraron la dehiscencia, dilatación, obstrucción, adherencias generales, dificultad en la separación de las adherencias generales y determinación de estructuras adheridas. Criterios de valoración de las variables a estudio:

1. Dehiscencia clínica (De): Existencia de contenido cólico libre en la cavidad peritoneal.

2. Dilatación (Di): Se considera positiva cuando el diámetro del colon transverso pre-anastomótico era al menos dos veces superior al diámetro del colon transverso post-anastomótico.

3. Obstrucción (Ob): Ausencia de contenido fecal en el colon distal a la anastomosis.

4. Adherencias generales (AG): Se realiza una medida basada en una escala de valoración cualitativa del número de adherencias de la cavidad peritoneal

(Ellis H., 1962; Verreet PR et al, 1992). Se establecieron 4 niveles o grados:

0 = No hay adherencias, 1 = Adherencias muy localizadas, 2 = Adherencias loco-regionales, 3 = Adherencias difusas

5. Separación de las adherencias generales (Se). Lisis por tracción: Se establecieron 3 niveles: 1 = Fácil, la mayoría de las adherencias podían separarse con una tracción suave, 2 = Moderado, la mayoría de las adherencias se podían separar mediante un instrumento romo, 3 = Difícil, la mayoría de las adherencias precisaron un instrumento punzante para ser separadas. 6. Estructuras adheridas (EA): Se valora qué estructuras anatómicas se habían adherido a la circunferencia anastomótica. Se establecieron 4 categorías:

1 = epiplon, 2 = intestino delgado, 3 = colon, 4 = otras localizaciones

La medición de la resistencia a la presión intraluminal se puede expresar como presión de ruptura, es decir, Ia presión a la que se produce la disrupción de una anastomosis sometida a presión intraluminal creciente, o bien como tensión de ruptura,, que expresa la tensión circular a la que está sometida la pared en el momento de la ruptura.

2.2.1. Medida de la presión de ruptura (PR)

Medíante una bomba de infusión conectada a un sistema de medición de presiones se determina la presión a la que se produce el escape por la línea anastomótica (presión de ruptura). Una vez resecado el segmento cólico que contenía la anastomosis, se procedió al cierre del extremo distal con sutura de seda 1/0. El extremo proximal fue ligado de forma similar una vez introducido un catéter de perfusión intravenosa. En las figuras 4a- 4b se muestra una fotografía del segmento cólico que contenía la anastomosis tras ser introducido un catéter por el extremo proximal. El catéter es conectado a una llave de tres pasos o sistema en "T", en la que una de las ramas se dirige a la cápsula de un transductor de presión que registra las variaciones de presión y envía estas señales a un sistema de poligrafía digital. Estos datos son finalmente enviados a un ordenador para proceder a su análisis y almacenamiento. La otra rama se conecta a una bomba de perfusión cargada con suero fisiológico coloreado con azul de metileno para observar el momento y el punto de ruptura.

2.2.2. Tensión de ruptura de la pared (TR)

El cálculo de la tensión de ruptura está determinado por la medición de la circunferencia anastomótica tras la fijación de la pieza en formol al 20% durante cuatro días. Se practicó un corte longitudinal con bisturí del segmento de colon que contenía la anastomosis y mediante una regla graduada, se midió la circunferencia interna (en) de la pieza en décimas de milímetro. El conocer la longitud de la circunferencia interna nos permite calcular el radio interno del colon (r), aplicando la siguiente fórmula: cn=2π r

La tensión de ruptura (TR) es función de la presión de ruptura (PR) y del radio interno del colon (r) en virtud de la Ley de Laplace. Se obtiene aplicando la siguiente fórmula:

TR = 1.33 x 10³ x PR x r (TR = dinas/ cm; PR = mmHg; r = cm)

2.3. Resultados

Se realizó una anastomosis cólica en 10 ratas adultas BDIX que se distribuyeron en dos grupos A y B, en función del material de sutura utilizado. Dos de los animales intervenidos con el objeto de valorar la cicatrización de la anastomosis, uno correspondiente a cada uno de los grupos, tuvieron que ser excluidos del estudio. En uno de los animales, durante la cirugía se produjo un desgarro de mesosigma, mientras que en el otro se produjo un desgarro de la anastomosis al introducir el catéter en el extremo cólico-distal en el momento de medir la presión de ruptura. En la Tabla II se presentan los resultados obtenidos para las diferentes variables analizadas en la valoración de la sutura anastomótica.

Tabla II

INFLAMACIÓN ADHERENCIAS RESISTENCIA

ANIMAL De Di Ob AG Se EA PR (mmHg) r (cm) TR x10³(dinas/cm)

1 NO NO NO 2 1 1 ,3 43,1 0,38 21,78

4 NO Sl NO 2 1 1 ,2 41 ,73 0,35 19,43

6 NO Sl NO 1 2,4 63,1 0,22 18,46

T NO Sl NO 3 3 1,2 36,7 0,27 13,18

MEDIA 46,16 0,31 19,03

2 NO Sl Sl 3 1 ,2,3,4 52 0,24 16,60

3 NO Sl NO 2 3 1 ,2,3 50,47 0,35 23,49

5^b NO NO NO 3 3 1 ,2,3 52,06 0,25 17,31

10 NO Sl Sl 3 3 1 ,2,4 24,4 0,24 7,79

MEDIA 44,73 0,27 16,06

Grupo A: 1,4,6,7 τ s.tudent 0,879 0.624 Grupo B: 2,3,5,10

OBSERVACIONES: a ciego invertido b 7 puntos sutura ABREVIATUEAS:

Dehiscencia clínica (De) Adherenciasgenerales (AG) Presión de ruptura (PR) Dilatación (Di) Separación de las adherencias generales (Se) Radio (r) Obstrucción (Ob) Estructuras adheridas (EA) Tensión de ruptura (TR)

2.4. Discusión

La valoración de la cicatrización de la herida anastomótica se realizó el cuarto día postoperatorio, por considerarlo el día crítico en la evolución de las anastomosis cólicas (Ravo, 1988).

Tras la apertura de la cavidad abdominal, los cuadrantes fueron retraídos exponiendo de forma global toda la cavidad peritoneal. Las figuras 3a-3b ilustran el aspecto general que presentaba la cavidad aoαommai αe las ratas tras ser laparotomizadas en el cuarto día postoperatorio. Sorprendentemente, una valoración del aspecto general (inflamación, adherencias generales,..) es suficiente para diferenciar dos patrones en la evolución de la cicatrización de la sutura anastomótica. Así, los animales en que se habían utilizado hilos de sutura convencionales (Grupo B) presentan un mayor grado de inflamación general y un mayor número de estructuras adheridas al intestino, que aquellos animales en que la cirugía se realizó utilizando el biomaterial para sutura de la invención (Grupo A).

En primer lugar, se determinó que el manejo quirúrgico del biomaterial para sutura de la invención es idéntico al de los hilos convencionales. La presencia de células tapizando los hilos no altera la manejabilidad de las suturas.

Con el objetivo de valorar la cicatrización de la sutura anastomótica, se determinaron de una serie de variables: dehiscencia, dilatación, obstrucción, adherencias generales, separación de adherencias, estructuras adheridas, presión de ruptura y tensión de ruptura.

1. Dehiscencia: En ninguno de los grupos se observó presencia de material fecal en la cavidad peritoneal. Para el tipo de rata utilizado, la técnica quirúrgica así como el material de sutura empleados eran adecuados. 2. Dilatación: En ambos grupos se observó dilatación del colon pre- anastomótico en un 75% de los casos.

3. Obstrucción: Aunque la dilatación del segmento pre-anastomótico era similar en ambos grupos, la repercusión clínica fue distinta. Así, el 100% de los animales del grupo tratado quirúrgicamente con el biomaterial de la invención (Grupo A) no presentaban obstrucción intestinal, mientras que había obstrucción en el 50% de los animales tratados con suturas convencionales (Grupo B). La no existencia de obstrucción cólica implica una serie de ventajas clínicas en cuanto a rapidez en la recuperación del paciente y reducción de complicaciones postoperatorias. 4. Adherencias Generales: Una valoración cualitativa del número de adherencias de la cavidad peritoneal muestra que en el Grupo A un 75% de los casos presenta adherencias loco-regionales, mientras que en el Grupo B un 75% de los casos presentan adherencias difusas. 5. Separación de adherencias: En el Grupo A un 75% de los casos pertenecen al nivel 1, las adherencias se separan fácilmente. Un único caso (25%) se ha clasificado en el nivel 3, siendo necesario para su separación el uso de instrumentos de corte. No obstante, este animal presentaba como particularidad que la colocación del ciego había sido invertida durante la intervención. Por el contrario, el 100% de los casos del Grupo B pertenecen al nivel 3.

6. Estructuras adheridas: En el Grupo A, el epiplon se encuentra adherido en un 75% de los casos y el 100% de los casos presentan adherencias a dos estructuras distintas. El 100% de los casos del Grupo B presentan adherido el epiplon y el intestino delgado. En un 75% de los casos se observan adherencias a tres estructuras distintas y el caso restante presenta adherencias a cuatro estructuras distintas.

Las adherencias tienen importancia patológica debido a que alteran la fisiología normal de las superficies serosas. Sorprendentemente, los animales pertenecientes al Grupo A presentan un patrón de adherencias más regionales, más fáciles de separar y un menor número de estructuras adheridas, lo cuál implica una^" reducción de las complicaciones originadas por las adherencias intraperitoneales: obstrucción intestinal, dolor crónico abdominal e infertilidad. La utilización de un material extraño en la cavidad abdominal produce un nivel de adherencias elevado (Ellis H, 1962, Zarapico et al, 1972). La disminución de las adherencias observada en el ensayo podría ser debida a que el biomaterial de la invención no es reconocido como algo extraño por el organismo.

La utilización de un método físico para la valoración de la cicatrización de la anastomosis, tiene por objeto que ésta sea lo más global posible, ya que el uso de otros métodos como pueden ser los bioquímicos o histológicos, nos dan una visión parcial de estos procesos a nivel de la anastomosis. La resistencia física de una sutura cólica ante los incrementos de presión intraluminal, varía según el tiempo transcurrido desde su realización. Así, se ha observado que tras las primeras horas de postoperatorio se produce un descenso en la resistencia, detectándose los valores más bajos entre el tercer y cuarto día del postoperatorio. A partir de este momento se produce un rápido aumento de la resistencia, alcanzándose al séptimo día del postoperatorio, valores cercanos a los de la resistencia de la pared cólica en estado fisiológico (figura 5). Esta inflexión de la curva de fuerza anastomótica alrededor del cuarto día postoperatorio está íntimamente relacionada con los procesos celulares y químicos que tienen lugar a lo largo del proceso inflamatorio y reparador.

En el Grupo A, la resistencia media de las anastomosis, calculada como presión de ruptura, es de 46,1575 mmHg, siendo superior a la resistencia media encontrada en el Grupo B: 44,7325 mmHg.

La medición de la resistencia a la presión intraluminal mediante determinación de la presión de ruptura, presenta el inconveniente de no tener en cuenta el diámetro de ese segmento del colon. Si medimos la presión de ruptura sin tener en cuenta el diámetro del segmento del colon, dejamos a un lado la Ley de Laplace (T = P x r) y no consideramos el hecho de que para una misma presión de ruptura la tensión que soporta la pared es mayor en la zona de mayor radio (Asencio F. et al, 1989). Al realizar el cálculo de la tensión de ruptura media, comprobamos que en el Grupo A la pared intestinal soporta una tensión de ruptura media de 19,03 xlO³ dinas/cm, siendo superior a la resistencia media encontrada en el Grupo B: 16,06 xl 0³ dinas/cm.

Así, a pesar de que no existen diferencias estadísticamente significativas a nivel de presión de ruptura, el cálculo de la tensión de ruptura corroboró los resultados obtenidos: la sutura realizada con el biomaterial de la invención presenta una mayor resistencia a la presión que la realizada con hilos de sutura convencionales. Además, el valor máximo de resistencia a la ruptura correspondió a uno de los animales pertenecientes al grupo A y el valor mínimo quedó incluido en el grupo B. Una mayor resistencia a la ruptura de la sutura anastomótica implica un menor riesgo de dehiscencia, separación de una parte de la anastomosis, la cuál es una complicación severa y constituye una de las principales causas de muerte en el postoperatorio de cirugía cólica.

2.5. Conclusión Una valoración del aspecto general (inflamación, adherencias generales,..) es suficiente para diferenciar dos patrones en la evolución de la cicatrización de la sutura anastomótica. Así, los animales en que se utilizaron hilos de sutura convencionales (Grupo B) presentaban un mayor grado de inflamación general y un mayor nivel de adherencias (adherencias más difusas, un mayor número de estructuras adheridas y un mayor grado de dificultad en su separación) que aquellos animales en que la cirugía se realizó utilizando el biomaterial para sutura de la invención (Grupo A). El uso del material de sutura de la invención induce una menor respuesta inflamatoria dando lugar a una reducción de las complicaciones post-anastomóticas características. Asimismo, en aquellos animales que han sido intervenidos con el biomaterial para sutura de la invención (Grupo A) se observa una mayor resistencia de las suturas cólicas a la presión intraluminal creciente y por tanto un menor riesgo de dehiscencia.

En el cuarto día post-operatorio, establecido como día crítico en la evolución de las anastomosis cólicas, podemos concluir que las suturas anastomóticas realizadas con el biomaterial para sutura de la invención presentan una mejor evolución respecto aquellas que han sido realizadas con hilos de sutura convencionales. El biomaterial para sutura de la invención no se limita a acercar los extremos tisulares, sino que contribuye de manera biológicamente activa a la cicatrización del tejido acelerando el proceso de reparación.

EJEMPLO 3: Uso del biomaterial de sutura en anastomosis intestinales. Valoración de la cicatrización a medio plazo

Una vez estudiadas las características del biomaterial para sutura que proporciona la presente invención y las ventajas que aporta su uso frente a hilos de sutura convencionales, en la realización de anastomosis cólicas en ratas a corto plazo (cuarto día postoperatorio), se realizó un segundo ensayo con el objetivo de determinar si se mantienen los dos patrones a nivel de inflamación y adherencias observados en el cuarto día post-anastomosis. Para poder valorar la evolución de la cicatrización a medio plazo, se estudió la evolución de la herida anastomótica en animales sacrificados una y dos semanas después de la intervención. Al igual que en el Ejemplo 2, tras realizar la anastomosis con el biomaterial para sutura de la invención y paralelamente con hilos de sutura convencionales, utilizados como control negativo, se determinaron una serie de parámetros que permitieron valorar el estado de la lesión anastomótica y comparar los resultados obtenidos en los dos grupos de estudio.

3.1. Intervención quirúrgica

En la realización de la experiencia se utilizaron 20 ejemplares adultos de ratas

BDIX, con un peso comprendido entre 130-260 gramos. Se realizaron dos ensayos, sacrificándose los animales la primera y segunda semana post-anastomosis. En cada ensayo se identificó a cada una de las ratas con un número del 1-10, correspondí éndole un lote de suturas con el mismo número.

Los animales empleados se dividieron en dos grupos, en función del material de sutura utilizado en la anastomosis:

Al igual que en el Ejemplo 2, el 50% de los lotes de sutura se cultivaron en presencia de células madre (biomaterial para sutura de la invención) y la otra mitad fueron incubadas, en idénticas condiciones, tan sólo en presencia de medio de cultivo, resultando imposible diferenciar los dos tipos de suturas empleados por su aspecto. Asimismo, las ratas fueron intervenidas quirúrgicamente mediante realización de una anastomosis intestinal, según se describe en el Ejemplo 2.

3.2. Valoración de la cicatrización Con el objetivo de realizar un seguimiento de la evolución de la cicatrización a medio plazo, se valoró la cicatrización de la herida anastomótica en los animales sacrificados una y dos semanas tras la intervención. Las variables estudiadas son definidas en el Ejemplo 2. 3.3. Resultados

Se realizó una anastomosis cólica en 20 ratas adultas BDIX que se distribuyeron en dos grupos de individuos los cuales fueron analizados a diferentes tiempos tras la intervención. A su vez, cada grupo fue dividido en dos subgrupos A y B, en función del material de sutura utilizado.

En la Tabla Illa se presentan los resultados obtenidos para las diferentes variables analizadas en la valoración de la sutura anastomótica, una semana después de la intervención quirúrgica.

Tabla Illa

INFLAMACIÓN ADHERENCIAS RESISTENCIA

ANIMAL De Di Ob AG Se EA PR (mmHg) r (cm) TR x10³(d¡nas/cm)

2 NO NO NO 2 2 1 ,2 124 0,366 60,36

3 NO NO NO 2 2 1 ,2 126,4 0,302 50,77

6 NO NO NO 2 . 2 1 ,2 138,54 0,398 73,33

7 NO NO NO 2 3 1 ,2 120,73 0,318 51,06

10 NO NO NO 2 1 ,2 108 0,366 52,57

MEDIA 123,53 0,35 57,62

1 NO NO NO 3 3 1 ,2,4 119,7 0,429 68,08

4 NO NO NO 3 3 1 ,2 121 ,82 0,27 43,74

5 NO NO NO 2 3 1 ,2,3 92,78 0,35 43,16

8 NO NO NO 3 3 1 ,2 124 0,398 65,63

9 NO UO NO 3 3 1 ,2,3,4 119,68 0,35 55,71

MEDIA i 115,60 0,359 55,26

Grupo A: 2,3,6,7,10 T s,tudent 0,325 0,738 Grupo B: 1,4,5,8,9

ABREVIATURAS:

Dehiscencia clínica (De) Adherencias generales (AG) Presión de ruptura (PR) Dilatación (Di) Separación de las adherencias generales (Se) Radio (r) Obstrucción (Ob) Estructuras adheridas (EA) Tensión de ruptura (TR) En la Tabla IHb se presentan los resultados obtenidos para las diferentes variables analizadas en la valoración de la sutura anastomótica, dos semanas después de la intervención quirúrgica.

Tabla IHb

INFLAMACIÓN ADHERENCIAS RESISTENCIA

ANIMAL De Di Ob AG Se EA PR (mmHg) r (cm) TRx10³(d¡nas/cm)

1 NO NO NO 1 2 1 114,57 0,286 43,58

4 NO Si NO 2 3 1 ,2 80,2 0,366 39,04

6 NO Sl NO 1 3 1 87,62 0,222 25,97

7 NO NO NO 1 3 1 105,6 0,302 42,41

9 NO Sl NO 2 3 1 ,2 94,21 0,366 45,86

MEDIA 96,44 0,308 39,37

2 NO Sl NO 2 3 1 ,2 101 ,21 0,191 25,71

3 NO Sl NO 2 3 1 ,2 87,62 0,127 14,8

5 NO NO NO 1 2 1 101 ,36 0,318 42,87

8 NO NO NO 2 3 1 ,2 110,63 0,318 46,79

10 NO Sl NO 3 3 1 ,4 107,92 0,27 38,75

MEDIA 101,75 0,245 33,78

Grupo A: 1 ,4,6,7,9 X student 0,490 0,441 Grupo B: 2,3,5,8,10

ABREVIATURAS:

Dehiscencia clínica (De) Adherencias generales (AG) Presión de ruptura (PR) Dilatación (Di) Separación de las adherencias generales (Se) Radio (r) Obstrucción (Ob) Estructuras adheridas (EA) Tensión de ruptura (TR)

3.4. Discusión

Con el objetivo de conocer si existen diferencias en la evolución de la cicatrización a medio plazo entre los dos grupos de estudio, se efectuó una valoración de la cicatrización de la herida anastomótica transcurridas una y dos semanas desde la intervención quirúrgica. Para ello, se determinación una serie de variables: dehiscencia, dilatación, obstrucción, adherencias generales, separación de adherencias, estructuras adheridas, presión de ruptura y tensión de ruptura. 3.4.1. Análisis la 1 "semana post-anastomosis:

1. Dehiscencia: En ninguno de los grupos de estudio se observó presencia de materia fecal en la cavidad peritoneal. Los resultados observados indican que la técnica quirúrgica, así como el material de sutura empleados, fueron adecuados.

2. Dilatación: En ambos grupos de estudio, ninguno de los animales presentó dilatación del colon pre-anastomótico.

3. Obstrucción: De acuerdo con la ausencia de dilatación observada, tanto el grupo de animales tratado quirúrgicamente con el biomaterial de sutura de la invención (Grupo A) como el grupo en el que se utilizaron suturas convencionales (Grupo B) no presentaron obstrucción intestinal.

4. Adherencias Generales: Una valoración cualitativa del número de adherencias de la cavidad peritoneal muestra que en el Grupo A un 100% de los casos presentaba adherencias loco-regionales, mientras que en el Grupo B, un 80% presentaba adherencias difusas.

5. Separación de adherencias: En el Grupo A un 80% de los casos se clasificaron en un nivel 2 (moderado), las adherencias son separadas mediante un instrumento romo. Por el contrario, el 100% de los casos del Grupo B fueron clasificados en un nivel 3, ya que para la separación de las adherencias fue necesario el uso de un instrumento punzante.

6. Estructuras adheridas: En todos los animales pertenecientes al Grupo A se encontraban adheridos el epiplon y el intestino delgado (dos estructuras anatómicas distintas). Los animales del Grupo B, a pesar de obtenerse resultados heterogéneos, de manera general presentaban un mayor número de estructuras adheridas: el 100% de los animales presentaban adherido el epiplon y el intestino delgado, en un 40% de los casos se observaron adherencias a tres estructuras distintas y uno de los animales (20%) presentó adherencias a cuatro estructuras distintas.

7. Presión de ruptura: En el Grupo A, la resistencia media de las anastomosis, calculada como presión de ruptura, es de 123,53 mmHg, siendo superior a la presión de ruptura media encontrada en el Grupo B: 115,60 mmHg.

8. Tensión de ruptura: La tensión de ruptura expresa la tensión circular a la que está sometida la pared intestinal en el momento de la ruptura. En el Grupo A la pared intestinal soporta una tensión de ruptura media de 57,62x10³ dinas/cm, siendo superior a la media del Grupo B: 55,26x10³ dinas/cm.

No existen diferencias entre los dos grupos de estudio en cuanto a la valoración de la inflamación de manera general. Sin embargo, en el aspecto adherencial

(adherencias generales, separación de adherencias, estructuras adheridas) se conserva el patrón observado el cuarto día post-anastomosis. Así pues, se observa que los animales pertenecientes al Grupo A, tratados con el biomaterial para sutura de la invención, presentan adherencias más localizadas, más fáciles de separar y con un menor número de estructuras adheridas.

En cuanto a la resistencia de la línea anastomótica, pesar de que no existen diferencias estadísticamente significativas, se mantiene una mayor resistencia a una presión intraluminal creciente, tanto a nivel de tensión de ruptura como de presión de ruptura, en aquellas suturas realizadas con el biomaterial de la invención. Además, el valor máximo de resistencia a la ruptura, al igual que en el ensayo realizado el cuarto día post-anastomosis, correspondió a uno de los animales pertenecientes al grupo A y el valor mínimo quedó incluido en el grupo B.

3.4.2. Análisis la 2^a semana post-anastomosis:

1. Dehiscencia: En el 100% de los animales de ambos grupos, había ausencia de material cólico libre en la cavidad peritoneal. Los resultados observados indican que la técnica quirúrgica, así como el material de sutura empleados, fueron adecuados. 2. Dilatación: El 60% de los animales de ambos grupos presentaron dilatación del colon pre-anastomótico. No observándose diferencias en función del material de sutura utilizado.

3. Obstrucción: Tanto en el grupo de animales tratado quirúrgicamente con el biomaterial de sutura de la invención (Grupo A) como en los que se utilizaron suturas convencionales (Grupo B) se obtuvo un 100% de resultados libres de obstrucción intestinal.

4. Adherencias Generales: Una valoración cualitativa del número de adherencias de la cavidad peritoneal muestra que en el grupo A un 60% eran muy localizadas y el 40% restante loco-regionales. En el grupo B un 60% eran loco-regionales, un 20% muy localizadas y el 20% restante difusas.

5. Separación de Adherencias: Tanto en los animales tratados con el biomaterial de sutura de la invención como en aquellos tratados con suturas convencionales, la intensidad en la adherencia a otros órganos ha sido elevada, presentando en ambos grupos un 80% de los casos un nivel 3 de separación (difícil), siendo necesaria la utilización de un instrumento punzante para su separación.

6. Estructuras Adheridas: En el Grupo A, el 100% de los animales presentaron adherencias en el epiplon, mostrando además un 40% de los casos adherencias en el intestino delgado. En el Grupo B el 100% de los casos presentaron adherencias en el epiplon. Además, un 80% de los casos presentaba adherencias a dos estructuras distintas, un 60% de los cuales en el intestino delgado.

7. Presión de ruptura: En el Grupo A, la resistencia media de las anastomosis, calculada como presión de ruptura, es de 96,44 mmHg, siendo inferior a la presión de ruptura media encontrada en el Grupo B : 101,75 mmHg.

8. Tensión de ruptura: En el Grupo A la pared intestinal soporta una tensión de ruptura media de 39,37x10³ dinas/cm, siendo superior a la media del Grupo B: 33,78 xlO³ dinas/cm.

No existen diferencias entre los dos grupos de estudio en cuanto a la valoración de la inflamación de manera general. En relación con el grado de adherencias observado, el uso del biomaterial para sutura de la invención da lugar a adherencias más localizadas, con menor número de estructuras anatómicas adheridas y con un grado similar de dificultad en su separación, respecto al uso de suturas convencionales. En cuanto a la resistencia de la sutura anastomótica, al analizar la tensión de ruptura observamos que la tensión circular a la que está sometida la pared intestinal en el momento de la ruptura es mayor en el grupo de animales que han sido intervenidos utilizando el biomaterial de sutura de la invención (Grupo A).

Se mantiene una mejor evolución de la herida anastomótica en aquellos animales que han sido intervenidos utilizando el biomaterial para sutura de la invención. No obstante, tanto a nivel de patrón de inflamación como en el patrón adherencial, las diferencias observadas en los animales sacrificados dos semanas después de la intervención son más leves que las observadas el cuarto día post-operatorio y la primera semana post-anastomosis.

3.5. Conclusión Al valorar la evolución de la cicatrización en el cuarto día post-anastomosis y en semanas posteriores, observamos que el biomaterial para sutura de la invención presenta ventajas importantes (menor grado de inflamación general, menor nivel de adherencias y una mayor resistencia a la presión intraluminal) frente a las suturas estándar. El biomaterial para sutura de la invención contribuye de manera biológicamente activa en la cicatrización de la herida anastomótica, siendo las diferencias respecto al uso de suturas convencionales más evidente en el cuarto día post-operatorio, considerado crítico en la evolución de la herida anastomótica. Dichas ventajas se mantienen a medio plazo, a pesar de ser de menos significativas.

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Claims

REIVINDICACIONES

1. Biomaterial para sutura que comprende: a. un material de soporte. b. una población celular con capacidad proliferativa y/o de diferenciación recubriendo dicho material de soporte.

2. Biomaterial, según la reivindicación 1, en el que el material de soporte son hilos absorbibles o no absorbibles.

3. Biomaterial, según las reivindicaciones 1-2, en el que el material de soporte son hilos de origen natural o de origen sintético.

4. Biomaterial, según las reivindicaciones 1-3, en el que el material de soporte son hilos de estructura monofilatnento o de estructura multifüamento.

5. Biomaterial, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el material de soporte es un hilo de sutura unido a una aguja.

6. Biomaterial, según la reivindicación 1, en el que el material de soporte son grapas.

7. Biomaterial, según cualquiera de las reivindicaciones 1-6, en el que la población celular de recubrimiento comprende células madre.

8. Biomaterial, según cualquiera de las reivindicaciones 1-6, en el que la población celular de recubrimiento comprende células madre adultas multipotentes.

9. Biomaterial, según cualquiera de las reivindicaciones 1-6, en el que la población celular de recubrimiento comprende células madre adultas multipotentes de origen mesodérmico.

10. Biomaterial, según cualquiera de las reivindicaciones 1-6 en el que la población celular de recubrimiento comprende células madre adultas multipotentes derivadas de tejido adiposo.

11. Biomaterial, según cualquiera de las reivindicaciones 1-6, en el que la población celular de recubrimiento del material de soporte comprende células que expresan, al menos, una característica propia de una célula especializada.

12. Biomaterial, según la reivindicación 11, en el que la población celular de recubrimiento del material de soporte es seleccionada entre células que expresen al menos una característica propia de célula epitelial o de célula endotelial o de adipocito o de miocito o de condrocito o de osteocito o de neurona o de astrocito o de oligodendrocito o de hepatocito o de célula pancreática.

13. Biomaterial, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la población celular de recubrimiento del material de soporte es una población celular heterogénea.

14. Biomaterial, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la población celular de recubrimiento del material de soporte comprende células genéticamente modificadas.

15. Biomaterial, según la reivindicación 14, en el que la población celular de recubrimiento del material de soporte comprende células modificadas con un gen que codifica una proteína implicada en reparación tisular.

16. Biomaterial, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la población celular de recubrimiento del material de soporte comprende una población celular autóloga o alogénica o xenogénica o bien una combinación de éstas.

17. Biomaterial, según la reivindicación 16, en el que la población celular de recubrimiento del material de soporte comprende una población celular autóloga.

18. Bíomaterial, según la reivindicación 16, en el que la población celular de recubrimiento del material de soporte comprende una población celular alogénica.

19. Método de preparación de un biomaterial, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende:

" Expansión de la población celular de elección.

" Inmersión del material de sutura en un medio de cultivo adecuado para dicha población celular. " Inoculación de una suspensión de la población celular pre-cultivada sobre el material de sutura.

• Cultivo de la preparación anterior en condiciones adecuadas. " Aislar el material de sutura que presente un recubrimiento celular adecuado.

20. Método de preparación de un biomaterial para sutura, según la reivindicación anterior, en el que la población celular de recubrimiento se une al material de sopoite mediante adhesión.

21. Método de preparación de un biomaterial, según la reivindicación 19, que comprende además un recubrimiento previo de la superficie del material de soporte que facilite la adherencia de la población celular.

22. Método de preparación de un biomaterial, según la reivindicación 21, en el que dicho material de recubrimiento es seleccionado del grupo constituido por: péptidos, antígenos proteicos, azúcares y lípidos.

23. Método de preparación de un biomaterial, según la reivindicación 21, en el que dicho material de recubrimiento son proteínas de matriz extracelular de células eucariotas o anticuerpos.

24. Biomaterial para sutura, según las reivindicaciones 1-18, para su uso en terapia.

25. Biomaterial para sutura, según las reivindicaciones 1-18, para su uso en la aproximación de los bordes tisulares en sutura de heridas, accidentales o quirúrgicas, y en reparación de tejidos.

26. Biomaterial para sutura, según las reivindicaciones 1-18, para su uso en hemostasis, transplante de órganos, cirugía del tracto gastrointestinal, cirugía del tracto urogenital, cirugía del tracto respiratorio, cirugía ocular, cirugía vascular, cirugía plástica, cirugía en tejido muscular, en tejido epitelial, en tejido nervioso, así como en reparación de tendones, tejido óseo y tejido cartilaginoso.

27. Biomaterial para sutura, según las reivindicaciones 1-15, que comprende una población celular de recubrimiento del material de soporte autóloga para su uso en los casos en que la reacción inflamatoria local generada pueda perjudicar los resultados de la intervención quirúrgica.

28. Uso del biomaterial para sutura, según cualquiera de las reivindicaciones 1-18, para su uso en la elaboración de un material útil en la aproximación de los bordes tisulares en sutura de heridas, accidentales o quirúrgicas, y en reparación de tejidos.

29. Uso del biomaterial para sutura, según cualquiera de las reivindicaciones 1-18, para su uso en la elaboración de un material útil en la aproximación de los bordes tisulares en anastomosis intestinales.

30. Uso del biomaterial para sutura, según cualquiera de las reivindicaciones 1-18, en la sujeción de prótesis.

31. Uso de células con capacidad proliferativa y/o de diferenciación como población celular de recubrimiento de un material de soporte para sutura.

32. Uso según la reivindicación 31, caracterizado porque la población celular de recubrimiento son células madre adultas pluripotentes.

33. Uso según la reivindicación 31, caracterizado porque la población celular de recubrimiento son células madre adultas muí tipo tentes.

34. Uso según la reivindicación 31, caracterizado porque la población celular de recubrimiento son células madre adultas multipotentes de origen mesodérmico.

35. Uso según la reivindicación 31, caracterizado porque la población celular de recubrimiento son células madre adultas multipotentes derivadas de tejido adiposo.

36. Uso según la reivindicación 31 caracterizada porque la población celular de recubrimiento es de origen autólogo, alogénico, xenogénico o bien combinaciones de éstas.