WO2013166616A1 - Biomaterial que comprende quitosano y al menos glicosaminoglicano - Google Patents

Biomaterial que comprende quitosano y al menos glicosaminoglicano Download PDF

Info

Publication number
WO2013166616A1
WO2013166616A1 PCT/CL2012/000023 CL2012000023W WO2013166616A1 WO 2013166616 A1 WO2013166616 A1 WO 2013166616A1 CL 2012000023 W CL2012000023 W CL 2012000023W WO 2013166616 A1 WO2013166616 A1 WO 2013166616A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
chitosan
glycosaminoglycan
aqueous
solid
chondroitin sulfate
Prior art date
Application number
PCT/CL2012/000023
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Miguel Luis CONCHA MURRAY
Ignacio MORENO VILLOSLADA
Sandra Lorena ORELLANA DONOSO
Felipe OYARZUN AMPUERO
María Alejandra VIDAL VILLA
Annesi Gisela GIACAMAN FONSECA
María Francisca PAVICIC ROJAS
Carlos MORALES HERNANDEZ
Marcos RUMINOT BASCUR
Sandra Pamela JOFRE RIVAS
Original Assignee
Universidad Austral De Chile
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Universidad Austral De Chile filed Critical Universidad Austral De Chile
Priority to PCT/CL2012/000023 priority Critical patent/WO2013166616A1/es
Priority to MX2014013651A priority patent/MX2014013651A/es
Publication of WO2013166616A1 publication Critical patent/WO2013166616A1/es

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/14—Macromolecular materials
    • A61L27/16—Macromolecular materials obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L15/00—Chemical aspects of, or use of materials for, bandages, dressings or absorbent pads
    • A61L15/16—Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons
    • A61L15/22—Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons containing macromolecular materials
    • A61L15/225—Mixtures of macromolecular compounds
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L15/00—Chemical aspects of, or use of materials for, bandages, dressings or absorbent pads
    • A61L15/16—Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons
    • A61L15/22—Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons containing macromolecular materials
    • A61L15/28—Polysaccharides or their derivatives
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L15/00—Chemical aspects of, or use of materials for, bandages, dressings or absorbent pads
    • A61L15/16—Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons
    • A61L15/42—Use of materials characterised by their function or physical properties
    • A61L15/44—Medicaments
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L15/00—Chemical aspects of, or use of materials for, bandages, dressings or absorbent pads
    • A61L15/16—Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons
    • A61L15/42—Use of materials characterised by their function or physical properties
    • A61L15/62—Compostable, hydrosoluble or hydrodegradable materials
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/14—Macromolecular materials
    • A61L27/20—Polysaccharides
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/50—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
    • A61L27/54—Biologically active materials, e.g. therapeutic substances
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/50—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
    • A61L27/58—Materials at least partially resorbable by the body

Definitions

  • the present invention relates to the field of materials and / or biomaterials for implantation in the human or animal body.
  • the present invention relates to a biocompatible and bioabsorbable solid or semi-solid material that allows tissue regeneration and neovascularization in people who have suffered wounds.
  • the present invention provides a biocompatible and bioabsorbable solid material comprising chitosan and at least one glycosaminoglycan (GAG) or derivative thereof and optionally one or more additional active ingredients.
  • the invention also relates to a process for preparing a biocompatible solid material through the formation of nanoparticles, and their use in the repair and regeneration of damaged organic tissue.
  • An optimal medical material or device not only protects the wound from its surroundings, but also has several properties related to its structure and its mechanical characteristics. Therefore, the following parameters are important in the development of a device or material for
  • wound healing i wound healing.
  • the wound optimization of adhesion, wound bed care, control of moisture permeability, infection control, safety, pain management;
  • devices or materials physical adaptation, stability in situ, cost-efficiency, stability in storage, ease of handling by users (doctors, nurses and / or patients) and finally, the comfort of patients when using it.
  • silicone gels or silicone oils
  • silicone is often the cause of chronic inflammation, granuloma formation and delayed hypersensitivity reactions.
  • Collagen suspensions have also been widely used for the past ten years.
  • collagen is generally of bovine origin, which is not desirable for health and is generally subject to additional regulatory requirements.
  • Collagen-based materials used in medical applications such as medical devices are also known in the state of the art. Because collagen is a biomateria, materials produced from it produce fewer complications than materials produced from synthetic compounds. Collagen forms a matrix that can be used as an implant for tissue regeneration, however, it is known that collagen matrices can cause serious communicable diseases in humans, by viruses and prions.
  • Chitosan offers several desirable properties; Chitosan is known to be non-toxic and biocompatible as it is processed under rather extreme conditions, such as exposure to alkali.
  • Glycosaminoglycans are polymers that are widely distributed particularly in the connective tissues of living things. Condrotin sulfate, dermatan sulfate, heparan sulfate and hyaluronic acid, among others, belong to this group of molecules. Various functions have been described for glycosaminoglycans in living tissues, such as their ability to interact with proteoglycans and function as regulatory molecules of cellular processes, capable of guiding chemoattraction and binding or promoting the increase of microenvironmental concentrations of cytokines. , growth factors and other soluble proteins in the matrix.
  • FGF-2 fibroblast growth factor-2
  • FGF-2 fibroblast growth factor-2
  • a material for the treatment of wounds or an implant comprising one or more of one of the aforementioned compounds, which is stable in a biological environment but which can eventually biodegrade over time. It is also desirable for said material to maintain its structure without the incorporation of crosslinking agents or additional coatings.
  • the material is not derived from animal protein, comprising biocompatible components, that is structurally stable after application to the patient's body, that has good integration properties to the wound bed, that is biocompatible and biodegradable, and that is easily applicable and storable.
  • a method of preparing a biomaterial that can be used as a substitute for regenerating tissues comprises the formation of polymeric chitosan nanoparticles and at least one glycosaminoglycan derivative.
  • Polymeric nanoparticles are stable structures with homogeneous, reproducible and modular characteristics that are formed as a consequence of the bonding of one or more polymers under strict and controlled conditions. This interaction generates characteristic physical entities, which are independent and observable, whose average size is less than 1 ⁇ , that is, between 1 and 999 nm.
  • the prior art has described processes for preparing polymeric nanoparticles by incorporating crosslinking agents, which can form bonds of different nature between the components of the nanoparticles.
  • crosslinking agents has been questioned in the prior art due to their potential toxic effects.
  • Figure 1 corresponds to a suspension of chitosan and chondroitin sulfate nanoparticles.
  • Figure 2 corresponds to an image of transmission electron microscopy (TEM, magnification: 42,000 X) of the chitosan and chondroitin sulfate nanoparticles in a nanoparticulate suspension according to the invention, which has been developed by negative staining in racks with collodion.
  • the red circles show macromolecular structures in the form of morulae of 400 nm in diameter (average).
  • Figure 3 corresponds to an image of the finished material of the invention and comprising chitosan nanoparticles and chondroitin sulfate.
  • Figure 4 corresponds to a scanning electron microscopy (SEM) image of the solid material. It is appreciated that this has a heterogeneous porous structure, with pores of 100 ⁇ .
  • Figure 5 corresponds to an image of the finished and packed solid material of the invention.
  • Figure 6a graphs the effect of the material of the invention on the growth of human fibroblasts.
  • Figure 6b graphs the effect of the material of the invention on the growth of the EA.hy926 endothelial cell line.
  • Figure 7 shows closure of excisional wound in the left hemidorsal region in experimental animal treated with polymer matrix (A left and B) while the untreated wound of the right hemidorso (A right and C) does not reveal changes significant in size or depth.
  • Figure 8 shows the histopathology of the closure of the excisional wound in rabbits after the application of the solid material (figure 8.1) and without its application (figure 8.2).
  • Figure 9 depicts the evaluation of the ability of the solid material to induce wound healing in a patient with diabetic foot and ear amputation.
  • a deep wound with fascelated tissue in the bed is observed, (a).
  • Progressively the wound is contracted and filled with granular tissue until day 32, (b).
  • WO 200711416 describes a method for the preparation of a porous chitosan coating comprising providing an acidic aqueous solution of chitosan and a solvent that does not dissolve the chitosan; and lyophilize the acidic aqueous solution, wherein the solvent is selected from alcohols such as aliphatic alcohols, ethylene glycol monoethyl ether, dioxane, tetrahydrofuran, among others.
  • alcohols such as aliphatic alcohols, ethylene glycol monoethyl ether, dioxane, tetrahydrofuran, among others.
  • US 2009/0068250 describes a bioabsorbable and biocompatible compound for surgical use composed of a collagen crosslinked with a glycosaminoglycan, where the active components are joined by means of covalent bonds using collagen, functionalizing the amino and carboxylate groups of their amino acids.
  • the present invention relates to materials or biomaterials for use in medical applications such as an implant for repair of biological tissues and / or regeneration of biological tissues. These biomaterials can be used in any area of the technique that involves, for example, repair of damaged biological tissues or replacement of biological tissues.
  • the biomaterial of the invention comprises at least one porous layer comprising chitosan and at least one glycosaminoglycan.
  • Chitosan is a semi-synthetic linear polymer that is obtained by chitin N-deacetylation. This causes the copolymer composed of N-acetylglucosamine and glucosamine.
  • the chitosan is represented by the following structure:
  • Said degree of deacetylation is generally in the range between 30 to 95%, preferably between 55 and 90%, which indicates that between 5 and 70%, preferably between 10 and 45% of the amino groups is acetylated.
  • the chitosan used to form the nanoparticles according to the invention has a molecular weight ranging from 2,000 to 2,000,000 g / mol, preferably between 2,000 and 500,000 g / mol, more preferably between 10,000 and 200,000 g / mol.
  • a derivative thereof can be used, this being understood as chitosan molecules in which one or more groups and / or one or more groups amino have been modified, with the aim of modifying polymer solubility, adhesion or other properties.
  • the chitosan according to the invention can also be in the form of a salt, which is selected from the salts of hydrochloride, carbamate, acetate, sulfate and glutamate; where the salt is preferably selected from hydrochloride.
  • the chitosan is selected from chitosan hydrochloride and has a molecular weight of between 2,000 and 2,000,000 g / mol, preferably between 2,000 and 500,000 g / mol and more preferably between 10,000 and 200,000 g / mol.
  • glycosaminoglycans which correspond to the second group of components of the material or biomaterial of the invention, are structural polysaccharides that form a large part of the intercellular matrix of mesodermal tissues (conjunctive, cartilage, muscle, bone) and that very frequently occur attached to a Protein nucleus, forming the so-called proteoglycans.
  • the structure of the glycosaminoglycans is of the copolymer type in which one of the monomer units is a uronic acid while the other is an aminosaccharide. Some of the hexoses that are part of these polysaccharides have a negative charge, which gives glycosaminoglycans a polyanionic character, with a high negative charge density.
  • glycosaminoglycans according to the invention are preferably selected from chondroitin sulfate, hyaluronic acid, heparan sulfate, keratan sulfate, heparin sulfate, dermatan sulfate and a mixture thereof, of which chondroitin-6-sulfate, chondroitin-4- are preferably selected sulfate and hyaluronic acid.
  • Chondroitin sulfate is a sulfated glycosaminoglycan.
  • the basic structure of this molecule contains between 15 and 150 basic units of N-acetylglucosamine and glucuronic acid.
  • Position 2 of glucoronic acid and / or position 4 and 6 N-acetylglucosamine sulfates are found in different types of chondroitin sulfate.
  • Chondroitin sulfate is represented by the following structure:
  • chondroitin sulfate suggests a salt contraionized with sulfate groups, this is not the case, since sulfate is covalently bound to sugar.
  • the term chondroitin sulfate also includes organic and inorganic salts.
  • these salts are, for example, prepared by reacting the basic form of the compound with the stoichiometric amount of an appropriate acid in water, or in an organic solvent, or a mixture of both.
  • inorganic salts include, but are not limited to, sodium, potassium, calcium, zinc, ammonium, magnesium, aluminum and lithium.
  • Organic salts include, for example, ethylenediamine, ethanolamine, N, N-dialikylenetanolamine, triethanolamine, glucamine and basic amino acid salts.
  • the chondroitin sulfate salt is selected from the sodium salt and has a molecular weight between 7,500 and 75,000 g / mol.
  • the hyaluronic acid according to the invention is a carboxylated glycosaminoglycan composed of carbohydrate chains containing approximately 50,000 disaccharides of N-acetylglucosamine and glucuronic acid.
  • Hyaluronic acid is represented by the following structure:
  • Hyaluronic acid allows to retain large amounts of water and adopts an extended conformation in solution, so it facilitates migration and cellular function during tissue regeneration and also acts as a support and lubricant. These properties are achieved thanks to the large number of OH groups and negative charges of this molecule, which allows, by the establishment of repulsive forces, that the carbohydrate chains are relatively separated from each other.
  • the biological activity of hyaluronic acid is influenced by the size of the polymer chain. An example of this is that hyaluronic acid molecules of lower molecular weight have proangiogenic activity and act as ligand of the CD40 receptor that is expressed in the cell membrane of endothelial cells.
  • the hyaluronic acid is in the form of a salt, which is selected from sodium, potassium, magnesium, calcium and zinc salt.
  • the hyaluronic acid salt is sodium.
  • the hyaluronic acid salt is selected from the sodium salt and has a molecular weight between 3,000 and 200,000 g / mol.
  • the material comprises chitosan and cohdroitin sulfate. In another embodiment of the invention, the material comprises chitosan and hyaluronic acid. In other embodiment of the invention, the material comprises chitosan, chondroitin sulfate and hyaluronic acid.
  • the material of the invention comprises chitosan, its salts or derivatives in an amount ranging from 10% to 90% by weight with respect to the total weight of the material, preferably between 40% and 60% by weight with respect to the total weight. of the material, more preferably between 45% and 55% by weight with respect to the total weight of the material, and at least one additional glycosaminoglycan derivative or its salts in an amount ranging from 10% to 90% by weight with respect to to the total weight of the material, preferably between 40% and 60% by weight with respect to the total weight of the material, more preferably between 45% and 55% by weight with respect to the total weight of the material, where at least one derivative Additional glycosaminoglycan or its salts is selected from chondroitin sulfate, hyaluronic acid, heparan sulfate, keratan sulfate, heparin sulfate, dermatan sulfate or a mixture of these.
  • the material of the invention may comprise additional active ingredients such as: peptides, proteins, saccharide compounds, low molecular weight drugs, nucleic acid and nucleotide compounds or combinations thereof.
  • the material of the invention further comprises methylene blue, which allows the material to be applied directly on a tissue of interest to treat conditions such as cancer, and infections in general, with infections caused by particular interest. by fungi
  • the material of the invention allows to control the state of aggregation of the active ingredient, thus modulating its therapeutic efficacy.
  • Methylene blue is present in the material of the invention in percentages of total mass of the material ranging between 0.05% and 5% and preferably between 0.05% and 2.5%.
  • the material of the invention further comprises antibiotic compounds, which allow the material to be applied directly to a tissue of interest to treat bacterial infections. Accordingly, flumechin and / or sulfadoxine compounds are preferred, which are present in the material of the invention in percentages of total mass of the material ranging between 5% and 40%, preferably between 15% and 30 %, preferably about 25%.
  • the material of the invention can be molded to suit the shape and depth requirements of the wound to be treated.
  • the material of the invention is prepared from an aqueous chitosan solution and an aqueous solution comprising the glycosaminoglycan (s), which are simultaneously incorporated on a container containing water, forming a nanoparticulate suspension, which It is subsequently frozen and lyophilized.
  • the material of the invention is prepared from an aqueous chitosan solution and an aqueous solution comprising chondroitin sulfate, which are simultaneously incorporated into a container containing water, forming a nanoparticulate suspension, which is subsequently frozen and lyophilized.
  • the material of the invention is prepared from an aqueous chitosan solution and an aqueous solution comprising hyaluronic acid, which are simultaneously incorporated into a container containing water, forming a nanoparticulate suspension, which is subsequently frozen and lyophilized.
  • the material of the invention is prepared from an aqueous solution of chitosan and an aqueous solution comprising chondroitin sulfate and hyaluronic acid, which are simultaneously incorporated on a container containing water, forming a nanoparticulate suspension, which is subsequently frozen and lyophilized.
  • the material of the invention comprises more than one glycosaminoglycan, in the process of preparing these, they can also be incorporated into water in a single solution comprising the selected compounds.
  • the size of the nanoparticles formed by the addition of chitosan and at least one glycosaminoglycan on deionized water have a size smaller than 1 ⁇ , preferably between 100 and 500 nm, preferably between 150 and 180 nm.
  • the process for the preparation of the material of the invention comprises the formation of nanoparticles between the active components that comprise it.
  • Chitosan nanoparticles plus at least one additional glycosaminoglycan are characterized in that they have been formed by joint nanoprecipitation between chitosan, and at least one glycosaminoglycan due mainly to electrostatic interactions between constituents, forming ionic bonds.
  • the nanoparticles of the invention are not crosslinked by low molecular weight crosslinkers, such as aldehydes and other additives that react with the components generating covalent bonds and others such as tripolyphosphate and other additives that react with the components forming ionic bonds.
  • low molecular weight crosslinkers such as aldehydes and other additives that react with the components generating covalent bonds and others such as tripolyphosphate and other additives that react with the components forming ionic bonds.
  • the process for preparing the solid or semi-solid material as defined above in the present invention comprises the steps of:
  • a) preparing a nanoparticulate aqueous suspension comprising chitosan and / or its derivatives and / or its salts and at least one glycosaminoglycan and / or its derivatives and / or its salts, which are preferably selected from chondroitin sulfate and / or hyaluronic acid and optionally incorporate one or more active ingredients;
  • c) remove the solvent, preferably by lyophilization; d) optionally molding and / or compressing the material and / or sterilizing the material; and e) optionally store it in a sterile container.
  • the aqueous suspension of nanoparticles a) is formed by: i) providing an aqueous solution of chitosan, which has a pH in the range of 3.8-6.3, preferably 4.5-5 , 5, preferably 4.8-5.2
  • ii) provide an aqueous chondroitin sulfate solution and / or an aqueous solution of hyaluronic acid, which has a pH in the range of 3.8-6.3, preferably 4.5-5.5, preferably 4.8- 5.2
  • iii) pour the chitosan aqueous solution and simultaneously pour the chondroitin sulfate aqueous solution and / or the hyaluronic acid aqueous solution onto an appropriate container containing deionized water which has a pH in the range of 3.8 - 6.3 , preferably 4.5-5.5, preferably 4.8-5.2, to thereby form an aqueous nanosuspensióri.
  • step iii) is performed under magnetic stirring and at a temperature in the range of 0-100, preferably between 15-25 ° C.
  • the incorporation of chondroitin sulfate and / or ' hyaluronic acid, as appropriate, onto the vessel containing deionized water can be performed by mixing the solutions containing these components.
  • the incorporation of the solutions of chitosan, chondroitin sulfate and hyaluronic acid, as appropriate, on the container containing deionized water is carried out dropwise.
  • the term "drop by drop” represents adding a volume of approximately between 0.70 - 1.30 mL / min, more preferably 0.80 - 1.20 mL / min, more preferably 0.80 - 1.00 mL / min, more preferably 0.88 mL / min.
  • the incorporation of the cationic sulfadoxine compound into the material of the invention is carried out by incorporating it under stirring into the chitosan solution which will subsequently be added simultaneously with the solution containing one or more glycosaminoglycans on the vessel containing deionized water. .
  • the incorporation of the anionic compound flumequina sulfadoxine in the material of the invention is carried out by incorporating it under stirring into the solution of the glycosaminoglycan which will subsequently be added simultaneously with the solution containing chitosan on the vessel containing deionized water.
  • step b) of freezing is carried out by methods known in the state of the art to reach a temperature of -200 to 0 ° C, preferably from -80 to 0 ° C, preferably from -30 to 0 ° C and more preferably of -20 ° C.
  • the frozen composition is lyophilized using routine procedures of the art.
  • the sublimation temperature and the pressure used depend on the experimental conditions in which it works. Preferred temperatures range from -40 to -70 ° C under pressure conditions between 0.01 to 0.1 mBar, preferably between 0.02 and 0.06 mBar.
  • the time required to lyophilize depends on the amount of material to be prepared, the preferred lyophilization times vary between 30 and 90 hours, preferably between 25 and 35 hours.
  • the nanoparticulate suspension comprises chitosan and chondroitin sulfate in the following concentrations.
  • the nanoparticulate suspension comprises chitosan and hyaluronic acid in the following concentrations:
  • Hyaluronic acid in a concentration between 0.1 16 mg / mL to 0.83 mg / mL, more preferably about 0.464 mg / mL.
  • the nanoparticulate suspension comprises chitosan, chondroitin sulfate and hyaluronic acid in the following concentrations:
  • Chondroitin sulfate in a concentration of approximately 0.294 mg / mL.
  • Hyaluronic acid in a concentration of approximately 0.232 mg / mL.
  • the nanoparticulate suspension comprises chitosan, chondroitin sulfate and sulfadoxine, in the following concentrations:
  • Chondroitin sulfate in a concentration of approximately 0.252 mg / mL.
  • the nanoparticulate suspension comprises chitosan, hyaluronic acid and fiumequine, in the following concentrations:
  • Hyaluronic acid in a concentration of approximately 0.417 mg / mL.
  • the aqueous nanoparticle suspension comprising chitosan and chondroitin sulfate has a pH between 4.0 and 6.0, more preferably about 5.0.
  • the aqueous nanoparticle suspension comprising chitosan and hyaluronic acid has a pH between 4.0 and 6.0 more preferably about 5.0.
  • the aqueous nanoparticle suspension comprising chitosan, chondroitin sulfate and hyaluronic acid has a pH between 4.0 and 6.0 more preferably about 5.0.
  • the invention further provides an implant for human or animal use comprising a material according to the invention and one or more physiologically acceptable excipients, adjuvants or vehicles.
  • the implant of the invention can be molded to meet the specific requirements of the patient to be treated.
  • the implant according to the invention can be compressed to increase its density. Compression can be achieved by a press or appropriate devices to achieve the desired degree of compression or thickness.
  • implants comprising multiple layers of the material according to the invention can be provided, which can be formed by superimposing a series of layers of compressed material.
  • the invention also provides a method for promoting the regeneration of wounds or ulcers in humans or animals, which comprises applying the material of the invention or an implant on the wound bed one or more times, and optionally protecting the solid material or the implant. which includes the same.
  • the material of the invention does not need to be removed from the wound bed since, after its application, it adheres quickly integrating with the tissue.
  • the invention furthermore relates to a medical device or medical kit comprising the material of the invention, together with an instruction manual for use or application.
  • a medical device or medical kit comprising the material of the invention, together with an instruction manual for use or application.
  • Example 1 Preparation and characterization of the material.
  • Table I Amounts of chitosan and chondroitin sulfate incorporated for the formation of the nanoparticulate suspension.
  • nanoparticulate suspension according to sample 4 is frozen at a temperature of -20 ° C using a freezer for 12 hours.
  • step b) Lyophilization
  • the frozen composition according to step b) comprising nanoparticles is lyophilized so as to obtain the material under the following conditions: condenser temperature -50 / - 60 ° C, vacuum 0.02 / 0.06 mbar, lyophilization time for 20 samples -60 h.
  • Figure 3 shows the physical appearance of the lyophilized material (sample 4) where it can be seen that the material has a spongy and uniform structure; It can also be seen that, despite its very low mass content (approximately 20 mg), a structure of an easily manipulated size (approximately 2.5 cm in diameter and approximately 1 cm high) is formed.
  • Figure 4 provides an image that represents the microstructure of the solid material, where it is observed that it is formed by fibrillar elements that give rise to a three-dimensional mesh in which pores of heterogeneous size can be seen.
  • a nanoparticulate suspension is prepared according to Example 1, sample 4. 1,200 of said nanoparticulate suspension are taken and poured onto a 96-well Elisa plate, which is lyophilized so as to obtain a solid material of suitable size (0, 6 cm in diameter) to be deposited for 5 days in 24-well culture plates containing human fibroblasts (20,000 cells per well) and an endothelial cell line (EA.h and 926, 20,000 cells per well).
  • the solid material has been evaluated, in vitro, in its ability to maintain adequate growth of fibroblasts (see figure 6a) and endothelial cells (see figure 6b). In both figures it can be seen that the material allows a growth profile comparable to that corresponding to cell growth in the monolayer (control) that corresponds to a control Positive highly effective standard. This result demonstrates that the material is not toxic and that it facilitates proliferation in a manner comparable or equal to the corresponding control (monolayer).
  • Example 3 Evaluation of wound closure after application of the solid material in a model of open surgical wounds in rabbits.
  • a material is made according to sample 4 of Example 1.
  • the animal model used in this case rabbit, full thickness open wounds were made of back skin, resulting in a circular wound of 1.5 cm in diameter .
  • the solid material was applied to the wound bed of the left hemidorso (7 A, B) and the closure was compared without the application of the solid material in the right hemidorso (7A and C).
  • Example 4 Histopathological analysis in an open wound model in rabbits after application of the solid material.
  • a material is made according to sample 4 of Example 1.
  • animal model corresponding to rabbit
  • Example 5 Evaluation of the ability of the solid material to induce the closure of ulcers of the lower extremities in diabetic patients.
  • a material is made according to sample 1 of Example 1.
  • the solid material is placed on the wound, previously disinfected following standard clinical protocols. After application, the wound is covered with dressings commonly used in the advanced wound healing protocol according to the standard procedure for chronic ulcer healing.
  • Figure 9a shows the appearance of the wound before starting treatment
  • Figure 9b shows the appearance of the wound after it is finished.
  • the wound closes completely after 32 days of treatment.
  • crosslinking agents that are usually used in the state of the art is not required to increase the interaction between the components and form stable systems.
  • the technique used avoids the need for these agents and takes advantage of the presence of the numerous functional groups with negative charge of chondroitin sulfate and hyaluronic acid, which justifies their high ionic affinity for the positive groups of chitosan favoring the formation of stable nanoparticles.
  • This technical advantage simplifies its development and reduces the need for other auxiliary excipients that may compromise the safety of the vehicle and / or that of the patient.
  • understand and variations such as “understand” and “understanding,” will be understood to imply the inclusion of a characteristic or stage found or groups of characteristics or stages, but not the exclusion of any other characteristic or stage or group of characteristics or stages.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Transplantation (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)

Abstract

Esta invención proporciona un material sólido biocompatible y bioabsorbible que comprende chitosán y al menos un glucosaminoglicano (GAG) o derivado del mismo y opcionalmente uno o más ingredientes activos adicionales. Además, la invención se refiere a un procedimiento para preparar un material sólido biocompatible a través de la formación de nanopartículas y el uso del mismo para la reparación y regeneración de tejidos orgánicos dañados.

Description

BIOMATERIAL QUE COMPRENDE QUITOSANO Y AL MENOS UN GLICOSAMINOGLICANO
MEMORIA DESCRIPTIVA
La presente invención se relaciona con el campo de los materiales y/o biomateriales para implantación en el cuerpo humano o animal. En forma particular, la presente invención se refiere a un material sólido o semi-sólido biocompatible y bioabsorbible que permite la regeneración de tejidos y la neovascularización en personas que han sufrido heridas.
La presente invención provee un material sólido biocompatible y bioabsorbible que comprende quitosano y al menos un glicosaminoglicano (GAG) o derivado del mismo y opcionalmente uno o más principios activos adicionales. La invención además se relaciona con un procedimiento de preparación de un material sólido biocompatible por medio de la formación de nanopartículas, y su uso en la reparación y regeneración de tejido orgánicos dañados. ANTECEDENTES
El número de pacientes con heridas crónicas de difícil tratamiento como las del pie diabético, decúbito (úlceras) o heridas debido a insuficiencia venosa o arterial, está en una tendencia ascendente a pesar de los grandes avances en medicina. Existen varias preparaciones químicas y farmacéuticas en uso para el tratamiento local de las heridas, las que están disponibles en varias formas farmacéuticas, como ungüentos, geles, yesos, películas, polvos, etc. Debido a la diversidad de las preparaciones o dispositivos para la curación de las heridas actualmente disponibles en el mercado, está claro que no existe una preparación o dispositivo universal.
Un material o dispositivo médico óptimo no sólo protege la herida de su entorno, sino también tiene varias propiedades relacionadas con su estructura y sus características mecánicas. Por lo tanto, los siguientes parámetros son importantes en el desarrollo de un dispositivo o material para
i la curación de heridas. Respecto a la herida: optimización de la adherencia, el cuidado del lecho de la herida, control de la permeabilidad de la humedad, control de la infección, seguridad, manejo del dolor; respecto a los dispositivos o materiales: adaptación física, estabilidad in situ, costo-eficiencia, estabilidad en almacenaje, facilidad de manejo por los usuarios (médicos, enfermeras y/o pacientes) y por último, la comodidad de los pacientes al usarlo.
Los expertos en la técnica de curación de heridas se han familiarizado con varios dispositivos para este propósito. Por ejemplo, los geles de silicona (o aceites de silicona) son conocidos, sin embargo, se ha observado que estos geles tienen la inconveniencia de no ser biodegradables. Además, la silicona a menudo es causa de inflamación crónica, de formación de granulomas y de reacciones de hipersensibilidad retardadas. Las suspensiones de colágeno también han sido ampliamente usadas durante los últimos diez años. Sin embargo, el colágeno generalmente es de origen bovino, lo que no es deseable para la salud y generalmente está sujeto a requerimientos regulatorios adicionales.
Son también conocidos en el estado del arte los materiales basados en colágeno utilizados en aplicaciones médicas como dispositivos médicos. Al ser el colágeno un biomateriai, los materiales producidos a partir del mismo producen menos complicaciones que materiales producidos a base de compuestos sintéticos. El colágeno forma una matriz que puede utilizarse como un implante para la regeneración de tejidos, sin embargo, es sabido que las matrices de colágeno pueden producir enfermedades transmisibles graves en los seres humanos, por virus y priones.
Por otro lado, la utilidad de los derivados de quitosano biocompatibles en aplicaciones médicas ha recibido atención. Por ejemplo, la Patente US No. 5,093,319 describe el uso de películas preparadas de quitosano carboximetilado para su uso en cirugía y así prevenir la adhesión postoperatoria de tejidos blandos dañados al curarse. Se describe que los derivados de quitosano son formados en una "lámina" biodegradable que durante la cirugía se emplaza entre tejidos blandos con los cuales la adherencia es indeseable.
Desde la perspectiva de usos médicos, el quitosano ofrece varias propiedades deseables; el quitosano es conocido por ser no tóxico y biocompatible ya que durante su elaboración es procesado bajo condiciones más bien extremas, como la exposición a álcali.
Se han descrito en el estado del arte materiales o implantes fabricados a partir de matrices de quitosano, sin embargo, el quitosano puro producido como una película no correspondería a un material con propiedades regenerativas favorables.
De este modo, es deseable el desarrollo de materiales que sean biocompatibles y que puedan efectivamente ayudar al cierre de heridas y cicatrización.
Los glicosaminoglicanos son polímeros que se encuentran ampliamente distribuidos particularmente en los tejidos conectivos de los seres vivos. Pertenecen a este grupo de moléculas el condrotín sulfato, dermatán sulfato, heparán sulfato y ácido hialurónico, entre otros. Se han descrito variadas funciones para los glicosaminoglicanos en los tejidos vivos, como por ejemplo, su capacidad para interaccionar con proteoglicanos y funcionar como moléculas reguladoras de procesos celulares, capaces de guiar por quimioatracción y de unir o favorecer el aumento de las concentraciones microambientales de citoquinas, factores de crecimiento y otras proteínas solubles en la matriz.
Un ejemplo claro de esta funcionalidad es la interacción que ocurre entre el heparán sulfato y el factor de crecimiento de fibroblastos-2 (FGF-2), uno de los más potentes estimuladores de la angiogénesis. En ausencia de éste glicosaminoglicano, el FGF-2 es incapaz de estimular las células aún en presencia de receptores funcionales de FGF-2 (Science. 252(5013), 1991, 1705-8; Cell. 64(4), 1991, 841-8). Es importante destacar que el rol de los glicosaminoglicanos en el proceso dinámico de la curación de heridas se ve claramente reflejado en la fluctuante expresión de glicosaminoglicanos específicos en el lecho de la herida durante el proceso de curación. Durante la primera semana del proceso reparativo, el ácido hialurónico es el glicosaminoglicano predominante, luego es reemplazado por el condroitín sulfato y el dermatán sulfato.
Por lo tanto, es deseable proveer un material para el tratamiento de heridas o un implante que comprenda uno o más de uno de los compuestos mencionados anteriormente, que sea estable en un ambiente biológico pero que pueda biodegradarse eventualmente con el tiempo. También es deseable que dicho material mantenga su estructura sin la incorporación de agentes reticulantes o recubrimientos adicionales.
También es deseable que el material no sea derivado de proteína animal, que comprenda componentes biocompatibles, que sea estructuralmente estable después de la aplicación en el cuerpo del paciente, que tenga buenas propiedades de integración al lecho de la herida, que sea biocompatible y biodegradable, y que sea fácilmente aplicable y almacenable.
También se debe proporcionar un material que se pueda usar como sustituto para regenerar tejido, que no requiera usar materiales vivos, pues estos pueden conducir a la contaminación con patógenos.
Para esto, se provee en la presente solicitud un procedimiento de preparación de un biomaterial que se pueda usar como sustituto para regenerar tejidos, donde el método comprende la formación de nanopartículas poliméricas de quitosano y de al menos un derivado de glicosaminoglicano.
Las nanopartículas poliméricas son estructuras estables y de características homogéneas, reproducibles y modulables que se forman como consecuencia del enlazamiento de uno o más polímeros bajo condiciones estrictas y controladas. Esta interacción genera entidades físicas características, que son independientes y observables, cuyo tamaño promedio es inferior a 1 μιτι, es decir, entre 1 y 999 nm. El arte previo ha descrito procesos de preparación de nanopartículas poliméricas mediante la incorporación de agentes entrecruzantes, los cuales pueden formar enlaces de distinta naturaleza entre los componentes de las nanopartículas. Sin embargo, el uso de agentes entrecruzantes ha sido cuestionado en el estado de la técnica debido a sus potenciales efectos tóxicos. Por lo tanto, es un objetivo de la invención proporcionar un material a base de quitosano, glicosaminogíicanos y sus derivados, que sea preparado mediante un procedimiento simple, que no comprenda la adición de solventes orgánicos o condiciones experimentales extremas (pH, temperatura, etc.) o substancias auxiliares tales como agentes entrecruzantes. BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS
La figura 1 corresponde a una suspensión de nanopartículas de quitosano y condroitin sulfato. La figura 2 corresponde a una imagen de microscopía electrónica de transmisión (TEM, aumento: 42.000 X) de las nanopartículas de quitosano y condroitin sulfato en una suspensión nanoparticulada de acuerdo a la invención, la cual ha sido desarrollada mediante tinción negati va en gradillas con colodión. Los círculos rojos muestran estructuras macromoleculares en forma de mórulas de 400 nm de diámetro (promedio). La figura 3 corresponde a una imagen del material terminado de la invención y que comprende nanopartículas de quitosano y condroitin sulfato. La figura 4 corresponde a una imagen de microscopía electrónica de barrido (SEM) del material sólido. Se aprecia que este posee una estructura porosa heterogénea, con poros de 100 μπι. La figura 5 corresponde a una imagen del material sólido terminado y empacado de la invención. La figura 6a gráfica el efecto del material de la invención en el crecimiento de fibroblastos humanos. La figura 6b gráfica el efecto del material de la invención en el crecimiento de la línea de células endoteliales EA.hy926. La figura 7 muestra cierre de herida excisional en la región hemidorsal izquierda en animal experimental tratada con matriz polimérica (A izquierda y B) mientras que la herida no tratada del hemidorso derecho (A derecha y C) no revela cambios significativos de tamaño ni de profundidad. La figura 8 muestra la histopatología del cierre de la herida excisional en conejos luego de la aplicación del material sólido (figura 8.1) y sin la aplicación de éste (figura 8.2). La figura 9 representa la evaluación de la capacidad del material sólido para inducir la curación de herida en un paciente con pie diabético y amputación de ortejo. Al inicio del tratamiento se observa una herida profunda y con tejido fascelado en el lecho, (a). Progresivamente la herida se contrae y rellena con tejido granulatorio hasta cerrar el día 32, (b).
BREVE DESCRIPCION DEL ARTE PREVIO
El documento WO 200711416 describe un método para la preparación de una cubierta porosa de quitosano que comprende proveer una solución acuosa ácida de quitosano y un solvente que no disuelve al quitosano; y liofilizar la solución acuosa ácida, en donde el solvente se selecciona de alcoholes tales como alcoholes alifáticos, etilenglicol monoetiléter, dioxano, tetrahidrofurano, entre otros.
El documento US 2009/0068250 describe un compuesto bioabsorbible y biocompatíble para uso quirúrgico compuesto de colágeno entrecruzado con un glicosaminoglicano, donde los componentes activos se unen por medio de enlaces covalentes utilizando colágeno, funcionalizando los grupos amino y carboxilato de sus aminoácidos.
DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a materiales o biomateriales para uso en aplicaciones médicas como por ejemplo, un implante para reparación de tejidos biológicos y/o regeneración de tejidos biológicos. Estos biomateriales se pueden usar en cualquier área de la técnica que involucre por ejemplo, reparación de tejidos biológicos dañados o sustitución de tejidos biológicos. En una realización de la invención, el biomaterial de la invención comprende al menos una capa porosa que comprende quitosano y al menos un glicosaminoglicano.
El quitosano es un polímero lineal semisintético que se obtiene mediante la N-desacetilación de la quitina. Esto origina el copolímero compuesto por N-acetilglucosamina y glucosamina. El quitosano está representado por la siguiente estructura:
Figure imgf000008_0001
Quitosano donde "x" e "y" representan las fracciones molares de glucosamina y N-acetilglucosamina dentro del polímero, respectivamente. Concretamente las unidades de glucosamina determinan el grado de desacetilación de la molécula y que se encuentra directamente relacionado con la cantidad de cargas positivas del polímero otorgadas por los grupos amino.
Dicho grado de desacetilación, está generalmente comprendido en el rango entre 30 a 95%, preferentemente entre 55 y 90%, lo que indica que entre el 5 y el 70 %, preferentemente entre el 10 y el 45% de los grupos amino está acetilado. El quitosano usado para formar las nanopartículas de acuerdo a la invención tiene un peso molecular que va desde 2.000 hasta 2.000.000 g/mol, preferiblemente entre 2.000 y 500.000 g/mol, más preferiblemente entre 10.000 y 200.000 g/mol. Como alternativa al quitosano, un derivado de éste puede ser usado, entendiendo esto como moléculas de quitosano en que uno o más grupos y/o uno o más grupos amino han sido modificados, con el objetivo de modificar la solubilidad del polímero, la adherencia u otras propiedades.
El quitosano de acuerdo a la invención también puede encontrarse en forma de sal, la que se selecciona de entre las sales de clorhidrato, carbamato, acetato, sulfato y glutamato; donde la sal se selecciona preferentemente de clorhidrato.
En una realización de la invención, el quitosano se selecciona de clorhidrato de quitosano y tiene un peso molecular de entre 2.000 y 2.000.0000 g/mol, preferiblemente entre 2.000 y 500.000 g/mol y más preferiblemente entre 10.000 y 200.000 g/mol.
Los glicosaminoglicanos, que corresponden al segundo grupo de componentes del material o biomaterial de la invención, son polisacáridos estructurales que forman gran parte de la matriz intercelular de tejidos mesodérmicos (conjuntivo, cartílago, músculo, hueso) y que muy frecuentemente se presentan unidos a un núcleo de proteína, formando los llamados proteoglicanos. La estructura de los glicosaminoglicanos es del tipo copolímero en la que una de las unidades monoméricas es un ácido urónico mientras que la otra es un aminosacárido. Algunas de las hexosas que forman parte de estos polisacáridos presentan carga negativa, lo que da a los glicosaminoglicanos un carácter polianiónico, con elevada densidad de carga negativa.
Los glicosaminoglicanos de acuerdo a la invención se seleccionan preferentemente entre condroitín sulfato, ácido hialurónico, heparán sulfato, queratán sulfato, heparina sulfato, dermatán sulfato y una mezcla de éstos, de los cuales se seleccionan preferentemente condroitín- 6-sulfato, condroitín-4-sulfato y ácido hialurónico.
El condroitín sulfato de acuerdo a la invención es un glicosaminoglicano sulfatado. La estructura básica de esta molécula contiene entre 15 y 150 unidades básicas de N- acetilglucosamina y ácido glucurónico. La posición 2 del ácido glucorónico y/o la posición 4 y 6 de la N-acetilglucosamina se encuentran sulfatadas en diferentes tipos de condroitin sulfato. El condroitin sulfato está representado por la siguiente estructura:
Figure imgf000010_0001
Condroitin Sulfato
A pesar de que el nombre "condroitin sulfato" sugiere una sal contraionizada con grupos sulfates, éste no es el caso, pues el sulfato está covalentemente unido al azúcar. Por otro lado, debido a que la molécula posee múltiples cargas negativas a pH fisiológico, pueden estar presentes cationes en la sal de condroitin sulfato. Por consiguiente, el término condroitin sulfato también incluye sales orgánicas e inorgánicas. Generalmente estas sales son, por ejemplo, preparadas reaccionando la forma básica del compuesto con la cantidad estequiométrica de un ácido apropiado en agua, o en un solvente orgánico, o una mezcla de ambos. Ejemplos de sales inorgánicas incluyen, pero no se limitan a, sodio, potasio, calcio, zinc, amonio, magnesio, aluminio y litio. Sales orgánicas incluyen, por ejemplo, etilendiamina, etanolamina, N,N- dialikilenetanolamina, trietanolamina, glucamina y sales de aminoácido básicos.
En una realización de la invención, la sal de condroitin sulfato se selecciona de la sal de sodio y posee un peso molecular de entre 7.500 y 75.000 g/mol.
El ácido hialurónico de acuerdo a la invención es un glicosaminóglicano carboxilado compuesto por cadenas de carbohidratos que contienen aproximadamente 50000 disacáridos de N-acetilglucosamina y ácido glucurónico. El ácido hialurónico está representado por la siguiente estructura:
Figure imgf000011_0001
Ácido hialurónico
El ácido hialurónico permite retener grandes cantidades de agua y adopta una conformación extendida en disolución, por lo que facilita la migración y la función celular durante la regeneración tisular y además actúa como soporte y lubricante. Estas propiedades se consiguen gracias al gran número de grupos OH y de cargas negativas de esta molécula, lo que permite, por el establecimiento de fuerzas de repulsión, que se conserven relativamente separadas entre sí las cadenas de carbohidratos. La actividad biológica del ácido hialurónico se ve influenciada por el tamaño de la cadena polimérica. Ejemplo de esto, es que moléculas de ácido hialurónico de menor peso molecular presentan actividad proangiogénica y actúan como ligando del receptor CD40 que se expresa en la membrana celular de las células endoteliales.
En una realización particular, el ácido hialurónico se encuentra en forma de sal, la cual se selecciona de entre sal de sodio, de potasio, de magnesio, de calcio y de zinc. De forma preferida la sal de ácido hialurónico es sódica.
En una realización de la invención, la sal de ácido hialurónico se selecciona de la sal de sodio y posee un peso molecular de entre 3.000 y 200.000 g/mol.
En una realización de la invención, el material comprende quitosano y cohdroitín sulfato. En otra realización de la invención, el material comprende quitosano y ácido hialurónico. En otra realización de la invención, el material comprende quitosano, condroitín sulfato y ácido hialurónico.
El material de la invención comprende quitosano sus sales o derivados en una cantidad que va desde el 10% hasta el 90% en peso con respecto al peso total del material, preferentemente entre un 40% y un 60% en peso con respecto al peso total del material, más preferentemente entre un 45% y un 55% en peso con respecto al peso total del material, y al menos un derivado glicosaminoglicano adicional o sus sales en una cantidad que va desde el 10% hasta el 90% en peso con respecto al peso total del material, preferentemente entre un 40% y un 60% en peso con respecto al peso total del material, más preferentemente entre un 45% y un 55% en peso con respecto al peso total del material, donde al menos un derivado glicosaminoglicano adicional o sus sales se selecciona de condroitín sulfato, ácido hialurónico, heparán sulfato, keratán sulfato, heparina sulfato, dermatán sulfato o una mezcla de estos.
Todos los porcentajes, a menos que se indique lo contrario, se refieren a porcentajes en peso. El material de la invención puede comprender principios activos adicionales tales como: péptidos, proteínas, compuestos sacarídicos, fármacos de bajo peso molecular, compuestos de ácidos nucleicos y nucleótidos o bien combinaciones de los mismos.
En una realización alternativa, el material de la invención además comprende azul de meíileno, lo que permite que el material sea aplicado directamente sobre un tejido de interés para tratar afecciones como el cáncer, y las infecciones en general, siendo de particular interés las infecciones causadas por hongos. El material de la invención permite controlar el estado de agregación del principio activo, modulando así su eficacia terapéutica. El azul de metileno se encuentra presente en el material de la invención en porcentajes de masa total del material que varían entre el 0.05% y el 5% y el preferentemente entre y 0.05% y 2.5%. En una realización alternativa, el material de la invención además comprende compuestos antibióticos, los que permiten que el material sea aplicado directamente sobre un tejido de interés para tratar infecciones bacterianas. De acuerdo a esto, se prefieren los compuestos flumequina y/o sulfadoxina, los cuales se encuentran presente en el material de la invención en porcentajes de masa total del material que varían entre el 5% y el 40%, preferentemente entre 15% y 30% , preferentemente alrededor de 25%.
En una realización de la invención, el material de la invención puede ser moldeado para adaptarse a los requerimientos de forma y profundidad de la herida a tratar.
En una realización preferida, el material de la invención es preparado a partir de una solución acuosa de quitosano y una solución acuosa que comprende el o los glicosaminoglicanos, las cuales se incorporan simultáneamente sobre un recipiente que contiene agua, formando una suspensión nanoparticulada, la cual es posteriormente congelada y liofilizada.
En una realización preferida, el material de la invención es preparado a partir de una solución acuosa de quitosano y de una solución acuosa que comprende condroitín sulfato, las cuales se incorporan simultáneamente sobre un recipiente que contiene agua, formando una suspensión nanoparticulada, la cual es posteriormente congelada y liofilizada.
En una realización preferida, el material de la invención es preparado a partir de una solución acuosa de quitosano y de una solución acuosa que comprende ácido hialurónico, los cuales se incorporan simultáneamente sobre un recipiente que contiene agua, formando una suspensión nanoparticulada, la cual es posteriormente congelada y liofilizada.
En una realización preferida, el material de la invención es preparado a partir de una solución acuosa de quitosano y de una solución acuosa que comprende condroitin sulfato y ácido hialurónico, los cuales se incorporan simultáneamente sobre un recipiente que contiene agua, formando una suspensión nanoparticulada, la cual es posteriormente congelada y liofilizada. En el caso que el material de la invención comprenda más de un glicosaminoglicano, en el procedimiento de preparación de éstos también pueden incorporarse sobre el agua en una única solución que comprenda los compuestos seleccionados. En una realización preferida, el tamaño de las nanopartículas formadas por la adición de quitosano y al menos un glicosaminoglicano sobre agua desionizada poseen un tamaño menor a 1 μιη, preferentemente entre 100 y 500 nm, preferentemente entre 150 y 180 nm.
El procedimiento para la preparación del material de la invención comprende la formación de nanopartículas entre los componentes activos que lo comprenden. Las nanopartículas de quitosano más al menos un glicosaminoglicano adicional se caracterizan porque han sido formadas mediante la nanoprecipitación conjunta entre el quitosano, y al menos un glicosaminoglicano debido principalmente a las interacciones electrostáticas entre los constituyentes, formando enlaces iónicos.
Las nanopartículas de la invención no se encuentran entrecruzadas por reticulantes de bajo peso molecular, tales como aldehidos y otros aditivos que reaccionan con los componentes generando enlaces covalentes y otros tales como tripolifosfato y otros aditivos que reaccionan con los componentes formando enlaces iónicos.
El procedimiento para preparar el material sólido o semisólido como se ha definido anteriormente en la presente invención, comprende las etapas de:
a) preparar una suspensión acuosa nanoparticulada que comprende quitosano y/o sus derivados y/o sus sales y al menos un glicosaminoglicano y/o sus derivados y/o sus sales, los cuales se seleccionan preferentemente de condroitín sulfato y/o ácido hialurónico y opcionalmente incorporar uno o más principios activos;
b) congelar la suspensión nanoparticulada obtenida en la etapa a)
c) remover el solvente, preferentemente por medio de liofilización; d) opcionalmente moldear y/o comprimir el material y/o esterilizar el material; y e) opcionalmente almacenarlo en un recipiente estéril.
En una realización preferida, la suspensión acuosa de nanopartículas a) se forma por medio de: i) proveer una solución acuosa de quitosano, la cual posee un pH en el rango de 3,8 - 6,3, preferentemente 4,5 - 5,5, preferentemente 4,8 - 5,2
ii) proveer una solución ácuosa de condroitín sulfato y/o una solución acuosa de ácido hialurónico, la cual posee un pH en el rango de 3,8 - 6,3, preferentemente 4,5 - 5,5, preferentemente 4,8 - 5,2
iii) verter la solución acuosa de quitosano y simultáneamente verter la solución acuosa de condroitín sulfato y/o la solución acuosa de ácido hialurónico sobre un recipiente apropiado que contiene agua desionizada la cual posee un pH en el rango de 3,8 - 6,3, preferentemente 4,5 - 5,5, preferentemente 4,8 - 5,2, para formar así una nanosuspensióri acuosa.
En una realización, la etapa iii) se realiza bajo agitación magnética y a una temperatura en el rango de 0-100, preferentemente entre 15-25°C.
En una realización, la incorporación del condroitín sulfato y/ó ácido ' hialurónico, según corresponda, sobre el recipiente que contiene agua desionizada, se puede realizar previa mezcla de las soluciones que contienen estos componentes.
En una realización, la incorporación de las soluciones de quitosano, condroitín sulfato y ácido hialurónico, según corresponda, sobre el recipiente que contiene agua desionizada, se realiza gota a gota. De acuerdo a la invención, la expresión "gota a gota" representa adicionar un volumen de aproximadamente entre 0,70 - 1,30 mL/min, más preferentemente 0,80 - 1,20 mL/min, más preferentemente 0,80 - 1,00 mL/min, más preferentemente 0,88 mL/min. En una realización alternativa, la incorporación del compuesto catiónico sulfadoxina en el material de la invención se realiza incorporando el mismo bajo agitación a la solución de quitosano que posteriormente se adicionará simultáneamente con la solución que contiene uno o más glicosaminoglicanos sobre el recipiente que contiene agua desionizada.
En una realización alternativa, la incorporación del compuesto aniónico flumequina sulfadoxina en el material de la invención se realiza incorporando el mismo bajo agitación a la solución del glicosaminoglicano que posteriormente se adicionará simultáneamente con la solución que contiene quitosano sobre el recipiente que contiene agua desionizada.
En una realización, la etapa b) de congelación se realiza mediante métodos conocidos en el estado del arte para llegar a una temperatura de -200 a 0°C, preferentemente de -80 a 0°C, preferentemente de -30 a 0°C y más preferentemente de -20°C.
La composición congelada es liofilizada utilizando procedimientos rutinarios de la técnica. La temperatura de sublimación y la presión utilizada dependen de las condiciones experimentales en que se trabaje. Temperaturas preferidas fluctúan entre -40 y -70° C en condiciones de presión de entre 0,01 a 0,1 mBar, preferentemente entre 0,02 y 0,06 mBar.
El tiempo requerido para liofilizar depende de la cantidad de material a preparar, los tiempos preferidos de liofilización varían entre 30 y 90 horas, preferentemente entre 25 y 35 horas.
En una realización, la suspensión nanoparticulada comprende quitosano y condroitín sulfato en las siguientes concentraciones.
Quitosano en una concentración entre 0,1312 a 0,918 mg/mL aproximadamente, más preferentemente de 0,524 mg/mL aproximadamente.
Condroitín sulfato en una concentración entre 0,998 a 0,142 mg/mL aproximadamente, más preferentemente de 0,56 mg/mL. En una realización, la suspensión nanoparticulada comprende quitosano y ácido hialurónico en las siguientes concentraciones:
Quitosano en una concentración entre 0,1312 mg/mL a 0,918 mg/mL, más preferentemente de 0,524 mg/mL.
Acido hialurónico en una concentración entre 0,1 16 mg/mL a 0,83 mg/mL, más preferentemente de 0,464 mg/mL aproximadamente.
En una realización, la suspensión nanoparticulada comprende quitosano, condroitín sulfato y ácido hialurónico en las siguientes concentraciones:
Quitosano en una concentración entre 0,1312 mg/mL a 0,918 mg/mL aproximadamente, más preferentemente de 0,524 mg/mL aproximadamente.
Condroitín sulfato en una concentración de 0,294 mg/mL aproximadamente.
Acido hialurónico en una concentración de 0,232 mg/mL aproximadamente.
En una realización, la suspensión nanoparticulada comprende quitosano, condroitín sulfato y sulfadoxina, en las siguientes concentraciones:
Quitosano en una concentración de 0,118 mg/mL aproximadamente.
Condroitín sulfato en una concentración de 0,252 mg/mL aproximadamente.
Sulfadoxina en una concentración de 0,155 mg/mL aproximadamente.
En una realización, la suspensión nanoparticulada comprende quitosano, ácido hialurónico y fiumequina, en las siguientes concentraciones:
Quitosano en una concentración de 0,118 mg/mL aproximadamente.
Acido hialurónico en una concentración de 0,417 mg/mL aproximadamente.
Fiumequina en una concentración de 0, 131 mg/mL aproximadamente
En una realización preferida, la suspensión acuosa de nanopartículas que comprende quitosano y condroitín sulfato, posee un pH entre 4,0 y 6,0 más preferentemente de aproximadamente 5,0. En una realización preferida, la suspensión acuosa de nanopartículas que comprende quitosano y ácido hialurónico, posee un pH entre 4,0 y 6,0 más preferentemente de aproximadamente 5,0. En una realización preferida, la suspensión acuosa de nanopartículas que comprende quitosano, condroitín sulfato y ácido hialurónico, posee un pH entre 4,0 y 6,0 más preferentemente de aproximadamente 5,0.
La invención además provee un implante para uso humano o animal que comprende un material de acuerdo a la invención y uno o más excipientes, adyuvantes o vehículos fisiológicamente aceptables.
En una realización de la invención, el implante de la invención puede ser moldeado para cumplir con los requerimientos puntuales del paciente a tratar. El implante de acuerdo a la invención puede ser comprimido para aumentar su densidad. La compresión puede ser lograda mediante una prensa o dispositivos apropiados para alcanzar el grado de compresión o de grosor deseado. En una realización de la invención, se pueden proveer implantes que comprenden múltiples capas del material de acuerdo a la invención, las que se pueden formar mediante la superposición de una serie de capas de material comprimido.
La invención además provee un procedimiento para favorecer la regeneración de heridas o úlceras en humanos o animales, que comprende aplicar el material de la invención o un implante sobre el lecho de la herida una o más veces, y opcionalmente proteger el material sólido o el implante que comprende el mismo. El material de la invención no requiere ser retirado del lecho de la herida puesto que, luego de su aplicación, éste se adhiere integrándose rápidamente al tejido.
La invención además se refiere a un dispositivo médico o kit médico que comprende el material de la invención, junto con un instructivo de uso o de aplicación. Los ejemplos de realización que siguen, con el apoyo de las figuras adjuntas, tienen por objeto ilustrar la invención pero no son en ningún caso limitativos.
EJEMPLOS
Ejemplo 1: Preparación y caracterización del material.
a) Preparación de suspensión nanoparticulada
Muestra 1
A 10 mL de agua desionizada a pH 5.0, se agrega bajo agitación magnética, simultáneamente y gota a gota 1 mL de una solución de cloruro de quitosano (2,36 mg) con un porcentaje de desacetilación de 86%, disuelto en agua desionizada y 1 mL de una solución de condroitín sulfato (2,52 mg) disuelto en agua desionizada. Cada una de las soluciones de cloruro de quitosano y de condroitín sulfato son incorporadas sobre el agua desionizada en una tasa de adición de 0,88 mL/minuto aproximadamente en forma simulténa. A medida que se mezclan las soluciones de quitosano y condroitín sulfato en el volumen de agua, se forma una suspensión nanoparticulada de color blanquecino producto de la formación de los nanosistemas (ver figura
1).
Muestra 2
A 10 mL de agua desionizada a pH 5.0, se agrega bajo agitación magnética, simultáneamente y gota a gota 2 mL de una solución de cloruro de quitosano (4,72 mg) con un porcentaje de desacetilación de 86% disuelto en agua desionizada y 2 mL de una solución de condroitín sulfato (5,04 mg) disuelto en agua desionizada. Cada una de las soluciones de cloruro de quitosano y de condroitín sulfato son incorporadas sobre el agua desionizada en una tasa de adición de 0,88 mL/minuto en forma simulténa. A medida que se mezclan las soluciones de quitosano y condroitín sulfato en el volumen de agua, se forma una suspensión nanoparticulada de color blanquecino producto de la formación de los nanosistemas.
Muestra 3
A 10 mL de agua desionizada a pH 5.0, se agrega bajo agitación magnética, simultáneamente y gota a gota 3 mL de una solución de cloruro de quitosano (7,08 mg) con un porcentaje de desacetilación de 86% disuelto en agua desionizada y 3 mL de una solución de condroitín sulfato (7,56 mg) disuelto en agua desionizada. Cada una de las soluciones de cloruro de quitosano y de condroitín sulfato son incorporadas sobre el agua desionizada en una tasa de adición de 0,88 mL/minuto en forma simulténa. A medida que se mezclan las soluciones de quitosano y condroitín sulfato en el volumen de agua, se forma una suspensión nanoparticulada de color blanquecino producto de la formación de los nanosistemas.
Muestra 4
A 10 mL de agua desionizada, se agrega bajo agitación magnética, simultáneamente y gota a gota 4 mL de una solución de cloruro de quitosano (9,44 mg) con un porcentaje de desacetilación de 86% disuelto en agua desionizada y 4 mL de una solución de condroitín sulfato (10,08 mg) disuelto en agua desionizada. Cada una de las soluciones de cloruro de quitosano y de condroitín sulfato son incorporadas sobre el agua desionizada en una tasa de adición de 0,88 mL/minuto en forma simulténa. A medida que se mezclan las soluciones de quitosano y condroitín sulfato en el volumen de agua, se forma una suspensión nanoparticulada de color blanquecino producto de la formación de los nanosistemas.
Tabla I: Cantidades de quitosano y condroitín sulfato incorporadas para la formación de la suspensión nanoparticulada.
Figure imgf000020_0001
1 1 2,36 2,52 134
2 2 4,72 5,04 168
3 3 7,08 7,56 193
4 4 9,44 10,08 204
Como se puede apreciar en la Tabla I, independientemente del volumen utilizado en la formulación, los sistemas obtenidos presentan tamaño nanométrico.
Muestra 5
A 10 mL de agua desionizada a pH 5.0, se agrega bajo agitación magnética, simultáneamente y gota a gota 4 mL de una solución de cloruro de quitosano (9,44 mg) con un porcentaje de desacetilación de 86% di suelto en agua desionizada y 4 mL de una solución que contiene ácido hialurónico (16,68 mg) disuelto en agua desionizada. Cada una de las soluciones de cloruro de quitosano y de ácido hialurónico fueron incorporadas sobre el agua desionizada en una tasa de adición de 0,88 mL/minuto en forma simulténa. A medida que se mezclan las soluciones de quitosano y condroitín sulfato-ácido hialurónico en el volumen de agua, se forma una suspensión nanoparticulada de color blanquecino producto de la formación de los nanosistemas.
Muestra 6
A 10 mL de agua desionizada a pH 5,0, se agrega bajo agitación magnética, simultáneamente y gota a gota 4 mL de una solución de cloruro de quitosano (9,44 mg) con un porcentaje de desacetilación de 86% disuelto en agua desionizada y 4 mL de una solución que contiene condroitín sulfato (5,29 mg) y ácido hialurónico (4,18 mg) disuelto en agua desionizada. Cada una de las soluciones de cloruro de quitosano y de condroitín sulfato-ácido hialurónico fueron incorporadas sobre el agua desionizada en una tasa de adición de 0,88 mL/minuto en forma simulténa. A medida que se mezclan las soluciones de quitosano y condroitín sulfato-ácido hialurónico en el volumen de agua, se forma una suspensión nanoparticulada de color blanquecino producto de la formación de los nanosistemas.
Muestra 7
A 10 mL de agua desionizada a pH 5,0, se agrega bajo agitación magnética, simultáneamente y gota a gota 4 mL de una solución de cloruro de quitosano (2,12 mg) con un porcentaje de desacetilación de 86% disuelto en agua desionizada y 4 mL de una solución que contiene ácido hialurónico (7,51 mg) y flumequina (2,36 mg) disueltos en agua desionizada. Cada una de las soluciones de cloruro de quitosano y de ácido hialurónico-flumequina fueron incorporadas sobre el agua desionizada en una tasa de adición de 0,88 mL/minuto en forma simulténa. A medida que se mezclan las soluciones de quitosano y condroitín sulfato-ácido hialurónico en el volumen de agua, se forma una suspensión nanoparticulada de color blanquecino producto de la formación de los nanosistemas.
Muestra 8
A 10 mL de agua desionizada a pH 5,0, se agrega bajo agitación magnética, simultáneamente y gota a gota 4 mL de una solución de cloruro de quitosano (2,12 mg) con un porcentaje de desacetilación de 86% disuelto y sulfadoxina (2,79mg) en agua desionizada y 4 mL de una solución que contiene ácido hialurónico (4,54 mg) disuelto en agua desionizada. Cada una de las soluciones de cloruro de quitosano-sulfadoxina y de ácido hialurónico fueron incorporadas sobre el agua desionizada en una tasa de adición de 0,88 mL/minuto en forma simulténa. A medida que se mezclan las soluciones de quitosano y condroitín sulfato-ácido hialurónico en el volumen de agua, se forma una suspensión nanoparticulada de color blanquecino producto de la formación de los nanosistemas.
b) La suspensión nanoparticulada de acuerdo a la muestra 4 es congelada a una temperatura de -20°C utilizando un congelador por 12 horas.
c) Liofilización La composición congelada de acuerdo a la etapa b) que comprende nanopartículas es liofüizada de modo de obtener el material bajo las siguientes condiciones: temperatura condensador -50/- 60°C, vacío 0.02/0.06 mbar, tiempo de liofilización para 20 muestras -60 h.
La Figura 3 muestra la apariencia física del material liofilizado (muestra 4) en donde se puede apreciar que el material posee una estructura esponjosa y uniforme; también se puede apreciar que, a pesar de su muy bajo contenido en masa (aproximadamente 20 mg), se forma una estructura de un tamaño fácilmente manipulable (aproximadamente 2,5 cm de diámetro y aproximadamente 1 cm de alto).
En la Figura 4 se provee una imagen que representa la microestructura del material sólido, donde se observa que está formado por elementos fibrilares que dan origen a una malla tridimensional en la que se aprecian poros de tamaño heterogéneo.
En la figura 5, se evidencia que la compresibilidad del material sólido permite su fácil empaque, manipulación y transporte. Ejemplo 2: Capacidad del material para inducir la proliferación celular in vitro.
Una suspensión nanoparticulada es preparada de acuerdo al Ejemplo 1, muestra 4. Se toman 1 ,200 de dicha suspensión nanoparticulada y se vierten sobre una placa Elisa de 96 pocilios, ésta se liofiliza de modo de obtener un material sólido de tamaño adecuado (0,6 cm de diámetro) para ser depositado durante 5 días en placas de cultivo de 24 pocilios que contienen fibroblastos humanos (20000 células por pocilio) y una línea celular endotelial (EA.hy926, 20000 células por pocilio).
El material sólido ha sido evaluado, in vitro, en su capacidad para mantener un crecimiento adecuado de fibroblastos (ver figura 6a) y células endoteliales (ver figura 6b). En ambas figuras se puede apreciar que el material permite un perfil de crecimiento comparable con el correspondiente al crecimiento celular en la monocapa (control) que corresponde a un control positivo estándar altamente efectivo. Este resultado demuestra que el material no es tóxico y que facilíta la proliferación de manera comparable o igual al correspondiente control (monocapa).
Ejemplo 3: Evaluación de cierre de herida luego de la aplicación del material sólido en un modelo de heridas quirúrgicas abiertas en conejos. ,
Un material es elaborado de acuerdo a la muestra 4 del Ejemplo 1. En el modelo animal utilizado, en este caso conejo, se efectuaron heridas abiertas de espesor completo de piel del dorso, produciéndose una herida de forma circular de 1,5 cm de diámetro. Una vez extraída la piel y el tejido subcutáneo, se aplicó el material sólido (por una vez) sobre el lecho de la herida del hemidorso izquierdo (7 A, B) y se comparó el cierre sin la aplicación del material sólido en el hemidorso derecho (7A y C).
Ejemplo 4: Análisis histopatológico en un modelo de herida abierta en conejos luego de la aplicación del material sólido.
Un material es elaborado de acuerdo a la muestra 4 del Ejemplo 1. En el modelo animal (correspondiente a conejo) se realizaron heridas abiertas circulares de piel completa, de 1,5 cm de diámetro, donde se extrajo piel y tejido subcutáneo y luego se aplicó material sólido (por una vez) sobre el lecho de la herida (figura 8.1) y se comparó la histopatología del tejido con la de un control en donde no se aplicó el material (figura 8.2) luego de 14 días.
En la herida tratada (figuras 8.1 A y B) se observa por debajo de la costra (Sb) cierre de la epidérmis (Ep) y en la dermis tejido cicatricial con proliferación de fibroblastos, deposito de colágeno, vasos de neoformación (flechas) e infiltrado leucocitario residual (asterisco). Figura A, barra = ΙΟΟμιη. Figura B, barra= 500 μπι.
En la herida no tratada (figuras 8.2 A y B) se observa por debajo de costra (Sb) ulceración epidérmica con bordes de regeneración incompletos (flechas). En la dermis, edema abundante (estrella), infiltración leucocitaria (puntas de flechas), degeneración del colágeno y necrosis tisular (asterisco).
Ejemplo 5: Evaluación de la capacidad del material sólido para inducir el cierre de úlceras de las extremidades inferiores en pacientes diabéticos.
Un material es elaborado de acuerdo a la muestra 1 del Ejemplo 1. El material sólido es colocado sobre la herida, previamente desinfectada siguiendo protocolos clínicos estándares. Luego de su aplicación, la herida es cubierta con apositos usados comúnmente en el protocolo de curación avanzada de heridas según procedimiento estándar de curación de úlceras crónicas.
En la figura 9a se puede apreciar el aspecto de la herida antes de iniciarse el tratamiento, mientras que en la figura 9b se aprecia el aspecto de la herida una vez finalizado éste. Como se evidencia en la figura b, la herida cierra completamente luego de 32 días de tratamiento.
En los nanosistemas de la invención no se requiere el uso de agentes reticulantes que usualmente se utilizan en el estado del arte para aumentar la interacción entre los componentes y formar sistemas estables. La técnica utilizada evita la necesidad de estos agentes y aprovecha la presencia de los numerosos grupos funcionales con carga negativa del condroitín sulfato y del ácido hialurónico, lo que justifica su alta afinidad iónica por los grupos positivos del quitosano favoreciendo la formación de las nanopartículas estables. Esta ventaja técnica simplifica su elaboración y disminuye la necesidad de otros excipientes auxiliares que pueden comprometer la seguridad del vehículo y/o la del paciente.
Los técnicos especializados en la técnica apreciarán que la invención descrita aquí es susceptible de introducir variaciones y modificaciones distintas a las descritas específicamente. Se comprenderá que la invención incluye todas las mencionadas variaciones y modificaciones que puedan caer dentro de su espíritu y alcance. La invención incluye también todas las etapas, características, composiciones y compuestos referidos o indicados en esta memoria técnica, individual o colectivamente, y cualquiera y todas las combinaciones de cualquiera dos o más de las mencionadas etapas o funciones.
A través de esta memoria descriptiva y de las reivindicaciones que siguen, a menos que el contexto se refiera a lo contrario, la palabra "comprender", y variaciones tales como "comprende" y "comprendiendo", se entenderán como que implican la inclusión de una característica o etapa constatada o grupos de características o etapas, pero no la exclusión de cualquier otra característica o etapa o grupo de características o etapas.

Claims

REIVINDICACIONES
1. Un material sólido o semi-sólido, biocompatible y bioabsorbible, CARACTERIZADO porque comprende quitosano o un derivado de éste y al menos un glicosaminoglicano o un derivado de este y/o sus sales farmacéuticamente aceptables.
2. Un material sólido o semi-sólido, biocompatible y bioabsorbible, CARACTERIZADO porque comprende quitosano y/o un derivado de éste o sus sales farmacéuticamente aceptables, y al menos un glicosaminoglicano proveniente de condroitin sulfato, ácido hialurónico, heparán sulfato, keratán sulfato, heparina sulfato, dermatán sulfato y/o sus sales farmacéuticamente aceptables o una mezcla de estos.
3. Un material sólido o semi-sólido, biocompatible y bioabsorbible de acuerdo a la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque comprende quitosano, sus sales o derivados en una cantidad que va desde el 10% hasta el 90% en peso con respecto al peso total del material, preferentemente entre un 40% y un 60% en peso, más preferentemente entre un 45% y un 55% en peso, y un derivado glicosaminoglicano o sus sales en una cantidad que va desde el 10% hasta el 90% en peso con respecto al peso total del material, preferentemente entre un 40% y un 60% en peso, más preferentemente entre un 45% y un 55% en peso.
4. El material de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones precedentes, CARACTERIZADO porque el glicosaminoglicano es seleccionado del grupo formado por condroitín sulfato y ácido hialurónico y mezclas de las mismas.
5. El material de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones precedentes, CARACTERIZADO porque el glicosaminoglicano es condroitín sulfato.
6. El material de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, CARACTERIZADO porque el glicosaminoglicano es ácido hialurónico.
7. El material de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones precedentes, CARACTERIZADO porque el quitosano se selecciona de sus sales de clorhidrato, carbamato, acetato, sulfato y glutamato; y donde la sal se selecciona preferentemente de clorhidrato.
8. El material de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones precedentes, CARACTERIZADO porque los glicosaminoglicanos se seleccionan de sus sales inorgánicas de sodio, potasio, magnesio, calcio, zinc, amonio, magnesio, aluminio, litio, etilendiamina, etanolamina, Ν,Ν-dialikilenetanolamina, trietanolamina, glucamina y sales de aminoácido básicos, donde la sal se selecciona preferentemente de sodio.
9. El material de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones precedentes, CARACTERIZADO porque el material además comprende flumequina y/o sulfadoxina en una cantidad de 5 a 40%, preferentemente de 15 a 30%, y más preferentemente de aproximadamente 25%.
10. Procedimiento para preparar un material sólido o semi-sólido, biocompatible y bioabsorbible de acuerdo a la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque comprende las etapas de:
a. preparar una suspensión acuosa de nanopartículas que comprende quitosano y al menos un glicosaminoglicanos y sus sales, seleccionados preferentemente de condroitín sulfato y/o ácido hialurónico;
b. opcionalmente incorporar uno o más principios activos;
c. congelar la suspensión nanoparticulada a una temperatura de alrededor de -200 a 0°C, más preferentemente de -80 a 0°C, más preferentemente de -60° a 0°C, más preferentemente de -40 a 0°C y más preferentemente de -20°C.
d. Liofilizar el producto obtenido en la etapa c);
e. opcionalmente comprimir el material; y
f. opcionalmente almacenarlo en un recipiente estéril.
11. El procedimiento de acuerdo a la reivindicación 10, CARACTERIZADO porque la etapa a) de preparar una suspensión acuosa de nanopartículas comprende:
a. proveer una solución acuosa de quitosano, la cual posee un pH en el rango de 3,8 - 6,3, preferentemente 4,5 - 5,5, preferentemente 4,8 - 5,2; b. proveer una solución acuosa que comprende al menos un glicosaminoglicano seleccionado de condroitín sulfato y ácido hialurónico, la cual posee un pH en el rango de 3,8 - 6,3, preferentemente 4,5 - 5,5, preferentemente 4,8 - 5,2; c. verter la solución acuosa de quitosano y simultáneamente verter la solución acuosa de al menos un glicosaminoglicano sobre un recipiente apropiado que contiene agua desionizada la cual posee un pH en el rango de 3,8 - 6,3, preferentemente 4,5 - 5,5, preferentemente 4,8 - 5,2, para formar así una suspensión acuosa nanoparticulada.
12. El procedimiento de acuerdo a las reivindicaciones 10 u 1 1 , CARACTERIZADO porque la preparación de la suspensión acuosa de nanopartículas comprende la etapa de verter la solución acuosa de quitosano y la solución acuosa de al menos un glicosaminoglicano sobre un recipiente apropiado que contiene agua desionizada bajo agitación magnética.
13. El procedimiento de acuerdo a las reivindicaciones 10, 11 o 12, CARACTERIZADO porque la preparación de la suspensión acuosa de nanopartículas se realiza incorporando la solución acuosa de quitosano y la solución acuosa que comprende al menos un glicosaminoglicano sobre el recipiente que contiene agua gota a gota, adicionando 0,70 - 1 ,30 mL/min, más preferentemente 0,80 - 1,20 mL/min, más preferentemente 0,80 - 1,00 mL/min, más preferentemente 0,88 mL/min de cada una de las soluciones.
14. El procedimiento de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones 10 a 13, CARACTERIZADO porque la suspensión acuosa de nanopartículas comprende quitosano en una concentración entre 0,1312 a 0,918 mg/mL más preferentemente de 0,524 mg/mL aproximadamente y condroitín sulfato en una concentración entre 0,998 a 0,142 mg/mL más preferentemente de 0,56 mg/mL aproximadamente.
15. El procedimiento de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones 10 a 14, CARACTERIZADO porque la suspensión acuosa de nanopartículas comprende quitosano en una concentración entre 0,1312 a 0,918 mg/mL más preferentemente de 0,524 mg/mL aproximadamente y ácido hialurónico en una concentración entre 0,116 a 0,83 mg/mL más preferentemente de 0,464 mg/mL aproximadamente.
16. El procedimiento de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones 10 a 15, CARACTERIZADO porque la liofilización es llevada a cabo a una temperatura de entre -50 y -60°C, a una presión de vacío de entre 0,02 a 0,06 mbar, con tiempo de liofilización de entre 55 y 65 horas y con un tiempo de congelación a -20°C de entre 11 y 13 horas.
17. Un implante, CARACTERIZADO porque comprende el material sólido o semi-sólido, biocompatible y bioabsorbible de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 y uno o más excipientes, adyuvantes o vehículos fisiológicamente aceptables.
18. Un método para favorecer la regeneración de heridas o úlceras en humanos o animales, CARACTERIZADO porque comprende aplicar el material de acuerdo a las reivindicaciones 1 a 9 o un implante que comprende el mismo sobre el lecho de una herida abierta una o más veces, y proteger el material o el implante que comprende el mismo con un aposito.
19. Uso de un material sólido o semi-sólido, biocompatible y bioabsorbible de acuerdo a las reivindicaciones 1 -9, CARACTERIZADO porque sirve para la protección y curación de heridas o úlceras en humanos o animales.
20. Una suspensión acuosa de nanopartículas, CARACTERIZADA porque dicha composición comprende nanopartículas de quitosano o un derivado de éste y uno o más glicosaminoglicanos o un derivado de este y/o sus sales farmacéuticamente aceptables, donde las nanopartículas poseen un tamaño de 100 y 200 nm, preferentemente entre 150 y 180 nm.
21. La suspensión acuosa de nanopartículas de acuerdo a la reivindicación 20, CARACTERIZADA porque el glicosaminoglicano se selecciona de condroitín sulfato y ácido hialurónico.
22. La suspensión acuosa de nanopartículas de acuerdo a la reivindicación 20, CARACTERIZADA porque el glicosaminoglicano se selecciona de condroitín sulfato.
PCT/CL2012/000023 2012-05-11 2012-05-11 Biomaterial que comprende quitosano y al menos glicosaminoglicano WO2013166616A1 (es)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/CL2012/000023 WO2013166616A1 (es) 2012-05-11 2012-05-11 Biomaterial que comprende quitosano y al menos glicosaminoglicano
MX2014013651A MX2014013651A (es) 2012-05-11 2012-05-11 Biomaterial que comprende quitosano y al menos un glicosaminoglicano.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/CL2012/000023 WO2013166616A1 (es) 2012-05-11 2012-05-11 Biomaterial que comprende quitosano y al menos glicosaminoglicano

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013166616A1 true WO2013166616A1 (es) 2013-11-14

Family

ID=46578786

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/CL2012/000023 WO2013166616A1 (es) 2012-05-11 2012-05-11 Biomaterial que comprende quitosano y al menos glicosaminoglicano

Country Status (2)

Country Link
MX (1) MX2014013651A (es)
WO (1) WO2013166616A1 (es)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0296078A1 (fr) * 1987-06-15 1988-12-21 Centre National De La Recherche Scientifique (Cnrs) Nouveaux biomatériaux à base de mélanges de collagène, de chitosan et de glycosaminoglycanes, leur procédé de préparation ainsi que leurs applications en médecine humaine
US5093319A (en) 1989-10-31 1992-03-03 Pfizer Hospital Products Group, Inc. Use of derivatives of chitin soluble in aqueous solutions for preventing adhesions
WO1999047186A1 (en) * 1998-03-18 1999-09-23 University Of Pittsburgh Chitosan-based composite materials containing glycosaminoglycan for cartilage repair
WO2007011416A2 (en) 2004-11-23 2007-01-25 Interdigital Technology Corporation Method and system for securing wireless communications
WO2007135164A1 (en) * 2006-05-24 2007-11-29 Advanced In Vitro Cell Technologies, S.A. Nanoparticles of chitosan and hyaluronan for the administration of active molecules
US20090068250A1 (en) 2007-09-07 2009-03-12 Philippe Gravagna Bioresorbable and biocompatible compounds for surgical use

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0296078A1 (fr) * 1987-06-15 1988-12-21 Centre National De La Recherche Scientifique (Cnrs) Nouveaux biomatériaux à base de mélanges de collagène, de chitosan et de glycosaminoglycanes, leur procédé de préparation ainsi que leurs applications en médecine humaine
US5093319A (en) 1989-10-31 1992-03-03 Pfizer Hospital Products Group, Inc. Use of derivatives of chitin soluble in aqueous solutions for preventing adhesions
WO1999047186A1 (en) * 1998-03-18 1999-09-23 University Of Pittsburgh Chitosan-based composite materials containing glycosaminoglycan for cartilage repair
WO2007011416A2 (en) 2004-11-23 2007-01-25 Interdigital Technology Corporation Method and system for securing wireless communications
WO2007135164A1 (en) * 2006-05-24 2007-11-29 Advanced In Vitro Cell Technologies, S.A. Nanoparticles of chitosan and hyaluronan for the administration of active molecules
US20090068250A1 (en) 2007-09-07 2009-03-12 Philippe Gravagna Bioresorbable and biocompatible compounds for surgical use
WO2009031047A2 (en) * 2007-09-07 2009-03-12 Sofradim Production Bioresorbable and biocompatible compounds for surgical use

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ABDELWAHED W ET AL: "Freeze-drying of nanoparticles: Formulation, process and storage considerations", ADVANCED DRUG DELIVERY REVIEWS, ELSEVIER BV, AMSTERDAM, NL, vol. 58, no. 15, 30 December 2006 (2006-12-30), pages 1688 - 1713, XP024892085, ISSN: 0169-409X, [retrieved on 20061230], DOI: 10.1016/J.ADDR.2006.09.017 *
CELL, vol. 64, no. 4, 1991, pages 841 - 8
LIN Y C ET AL: "Synthesis and characterization of collagen/hyaluronan/chitosan composite sponges for potential biomedical applications", ACTA BIOMATERIALIA, ELSEVIER, AMSTERDAM, NL, vol. 5, no. 7, 1 September 2009 (2009-09-01), pages 2591 - 2600, XP026500023, ISSN: 1742-7061, [retrieved on 20090402], DOI: 10.1016/J.ACTBIO.2009.03.038 *
SCIENCE, vol. 252, no. 5013, 1991, pages 1705 - 8

Also Published As

Publication number Publication date
MX2014013651A (es) 2015-06-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Torkaman et al. Modification of chitosan using amino acids for wound healing purposes: A review
JP7263459B2 (ja) 癒着予防のためのハイドロゲル膜
US20210338906A1 (en) Anti-Adhesive Barrier Membrane Using Alginate and Hyaluronic Acid for Biomedical Applications
ES2854712T3 (es) Método para la producción de hidrogeles a base de quitosano y polielectrolitos cargados negativamente y material poroso alveolar obtenido a partir de dicho hidrogel
Singh et al. Chitin and chitosan: biopolymers for wound management
CN107708675B (zh) 假塑性微凝胶基质的组合物和试剂盒
US11672756B2 (en) Temperature sensitive hydrogel composition including nucleic acid and chitosan
US8735571B2 (en) Composition, preparation, and use of dense chitosan membrane materials
US20070254016A1 (en) Biodegradable foam
CN111494709A (zh) 兼具抗肿瘤和抑菌功能的促组织修复水凝胶的制备及应用
Sezer et al. Cellulose-based hydrogels as biomaterials
CN114514267A (zh) 包含透明质酸和聚乙二醇的生物相容性水凝胶
Din et al. Temperature and pH-sensitive chitosan-collagen hydrogels for antimicrobial and wound healing applications
WO2013166616A1 (es) Biomaterial que comprende quitosano y al menos glicosaminoglicano
Huang et al. Multicomponent Hydrogels in Clinical and Pharmaceutical Applications
Magagula et al. GG Lenetha Department of Life Sciences, Central University of Technology, Private Bag X1, Bloemfontein, South Africa
Murti et al. Marine Biomaterials for Pharmaceutical Applications: A Review
Wu et al. Chitosan-based Biomaterials

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 12738386

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: MX/A/2014/013651

Country of ref document: MX

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2014003069

Country of ref document: CL

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 12738386

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1