WO2014198992A1 - Sistemas antifúngicos bioinspirados - Google Patents

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WO2014198992A1
WO2014198992A1 PCT/ES2014/070490 ES2014070490W WO2014198992A1 WO 2014198992 A1 WO2014198992 A1 WO 2014198992A1 ES 2014070490 W ES2014070490 W ES 2014070490W WO 2014198992 A1 WO2014198992 A1 WO 2014198992A1
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ergosterol
substrate
tas
antifungal
particular embodiment
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PCT/ES2014/070490
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Tania SEGURA
Guillermina BURILLO
Carmen Alvarez Lorenzo
Angel Concheiro Nine
Ana M PUGA GIMENEZ DE AZCARATE
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Universidade de Santiago de Compostela
Universidad Nacional Autonoma de Mexico
Original Assignee
Universidade de Santiago de Compostela
Universidad Nacional Autonoma de Mexico
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07J—STEROIDS
    • C07J9/00—Normal steroids containing carbon, hydrogen, halogen or oxygen substituted in position 17 beta by a chain of more than two carbon atoms, e.g. cholane, cholestane, coprostane
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00—Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/56—Compounds containing cyclopenta[a]hydrophenanthrene ring systems; Derivatives thereof, e.g. steroids
    • A61K31/575—Compounds containing cyclopenta[a]hydrophenanthrene ring systems; Derivatives thereof, e.g. steroids substituted in position 17 beta by a chain of three or more carbon atoms, e.g. cholane, cholestane, ergosterol, sitosterol
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07J—STEROIDS
    • C07J51/00—Normal steroids with unmodified cyclopenta(a)hydrophenanthrene skeleton not provided for in groups C07J1/00 - C07J43/00
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07B—GENERAL METHODS OF ORGANIC CHEMISTRY; APPARATUS THEREFOR
    • C07B2200/00—Indexing scheme relating to specific properties of organic compounds
    • C07B2200/11—Compounds covalently bound to a solid support

Definitions

  • the present invention is directed to systems for the prevention of fungal colonization and / or antifungal treatment.
  • Fungal infections are still a major cause of mortality and cause considerable cost to health systems. The highest incidence occurs in individuals with the depressed immune system and in individuals who must use medical devices such as catheters, probes or implants. Some microorganisms can easily adhere to these medical devices and grow on their surface forming biofilms difficult to eliminate, which can lead to local or even systemic infections. In the field of food, fungal contamination also has great health and economic significance.
  • a solution of the prior art is to provide the surfaces of medical devices, plastics or materials intended to come into contact with food, with antifungal compounds. This can be done by depositing substances containing antifungals on the aforementioned surfaces, such as by impregnation or by electrostatic bonding of the antifungal to a surface on which a cationic surfactant has been adsorbed. Another option is to functionalize said surfaces and to bind the antifungal so that higher amounts of antifungal can be transferred in early stages to avoid colonization and to maintain release for a prolonged time.
  • Acta Biomaterialia, 2010, 6, 1398-1404 describes materials based on polypropylene and polyethylene that have been cyclodextrins that are loaded with miconazole to prevent biofilm formation of Candida albicans.
  • the antifungal carrying capacity is limited by the affinity of cyclodextrin, and on the other hand, when the medical device is in contact with the individual's body fluids, the antifungal is released even if there is no fungal infection. , so the individual receives a dose of medication that he does not need.
  • the authors of the present invention have developed new substrate-based systems that contain covalently bound ergosterol molecules and are capable of incorporating antifungal compounds.
  • An advantage of the invention is that the systems of the invention are capable of incorporating antifungal compounds on their surface at a higher density compared to other prior art systems.
  • an additional advantage of the systems of the invention is that the release of the antifungal compound takes place only in the presence of fungi, and on the contrary, the antifungal compound remains associated with the system in the absence of fungi.
  • the invention is directed to a system comprising a substrate, wherein said substrate is bound to ergosterol molecules by covalent bonds.
  • the invention is directed to an implant, a medical device, catheter, film and contact lenses comprising a system as described above.
  • the invention is directed to a wrapping or coating of medical devices, a coating of release systems, a food coating, a food container or nutritional supplements, a cosmetic or cosmetic coating, or a surface coating of work comprising a system as described above.
  • the invention is directed to the use of a system as described above, as a system for releasing antifungal active ingredients.
  • a further aspect of the invention is directed to a process for the preparation of a system as described above, which comprises a reaction between ergosterol and a functionalized substrate.
  • FIG. 2A Quantities of natamycin incorporated into non-functionalized silicone rubber (SR) sheets, and of SR-g-GMA sheets without ergosterol ( ⁇
  • SR non-functionalized silicone rubber
  • Figure 2B Amounts of miconazole incorporated into non-functionalized silicone rubber (SR) sheets, and of SR-g-GMA sheets without ergosterol (TAS287 ⁇ j) or with immobilized ergosterol (TAS 1 13 B 1 5.2 mg / g; TA S25 1 D 53.4 mg / g; TAS203 # 74.7 mg / g; TAS217 * 100.5 mg / g).
  • SR non-functionalized silicone rubber
  • FIG. 2C Quantities of nystatin incorporated into non-functionalized silicone rubber (SR) sheets, and of SR-g-GMA sheets without ergosterol (TAS277 ⁇ j) or with immobilized ergosterol (TAS 1 13 B 1 5.2 mg / g; TA S25 1 D 53.4 mg / g; TAS203 # 74.7 mg / g; TAS217 * 100.5 mg / g).
  • SR non-functionalized silicone rubber
  • FIG. 3A Natamycin assignment profiles in HEPES buffer from non-functionalized silicone rubber (SR) sheets, and ergosterol-free SR-g-GMA sheets (TAS156, TAS285) Or with immobilized ergosterol (TAS188T 45.2 mg / g; TAS219 ⁇ 69.5 mg / g; TAS 159 to 110.4 mg / g; TAS253 ⁇ 100.8 mg / g).
  • SR non-functionalized silicone rubber
  • Figure 3B Dissemination profiles of natamycin in dispersion of ergosterol liposomes in HEPES buffer from non-functionalized silicone rubber (SR) sheets, and of non-ergosterol SR-g-GMA amines (TAS156, TAS285) OR with immobilized ergosterol (TAS 188 AND 45.2 mg / g; TAS219 ⁇ 69.5 mg / g; TAS159A 110.4 mg / g; TAS253 ⁇ 100.8 mg / g).
  • SR silicone rubber
  • SR discs loaded with 0.37 mg / g nystatin caused small halos of inhibition (photos B 1 and B2).
  • the SR-g-GMA discs with 53.4 mg / g of immobilized ergosterol (TAS25 1) incorporated 0.71 mg / g of nystatin and resulted in much larger inhibition halos (Cl and C2).
  • TAS25 1 immobilized ergosterol
  • Alkyl refers to an acyclic linear or branched hydrocarbon chain, consisting of carbon atoms and hydrogen without unsaturations, from 1 to 12, preferably from one to eight, carbon atoms, and which is attached to the rest of the molecule by a single bond, which may optionally be substituted by one or more substituents selected from the group consisting of a halogen atom, a hydroxy group, a carboxy group, an alkoxy group, a cyano group, a nitro group, a thioalkoxy group, a heteroalkyl group, an alkenyl group, a heterocyclic group or CF 3 , for example, methyl, ethyl, "-propyl, / -propyl,” -butyl, t-butyl, w-pentyl, cyclopropyl, etc.
  • Alkenyl refers to an acyclic linear or branched hydrocarbon chain, consisting of carbon and hydrogen atoms, which has, unless otherwise indicated, between 1 and 3 alkene groups, 2 to 12 carbon atoms, preferably from 2 to 6 carbon atoms.
  • Alkenyl radicals may be optionally substituted by one or more substituents selected from the group consisting of a halogen atom, a hydroxy group, a carboxy group, an alkoxy group, a cyano group, a nitro group, a thioalkoxy group, an amino group , a heteroalkyl or CF 3 group , for example, ethenyl, n-propenyl, n-butenyl, n-pentenyl, etc.
  • substituents selected from the group consisting of a halogen atom, a hydroxy group, a carboxy group, an alkoxy group, a cyano group, a nitro group, a thioalkoxy group, an amino group , a heteroalkyl or CF 3 group , for example, ethenyl, n-propenyl, n-butenyl, n-pentenyl, etc.
  • Alkynyl refers to an acyclic linear or branched hydrocarbon chain, consisting of carbon and hydrogen atoms, which has, unless otherwise indicated, between 1 and 2 alkyne groups, 3 to 12 carbon atoms, preferably from 3 to 6 carbon atoms.
  • Alkynyl radicals may be optionally substituted by one or more substituents selected from the group consisting of a halogen atom, a hydroxy group, a carboxy group, an alkoxy group, a cyano group, a nitro group, a thioalkoxy group, an amino group , a heteroalkyl or CF 3 group , for example, propynyl, n-butynyl, n-pentinyl, etc.
  • substituents selected from the group consisting of a halogen atom, a hydroxy group, a carboxy group, an alkoxy group, a cyano group, a nitro group, a thioalkoxy group, an amino group , a heteroalkyl or CF 3 group , for example, propynyl, n-butynyl, n-pentinyl, etc.
  • Aryl refers to an aromatic hydrocarbon of 6 to 10 carbon atoms, such as phenyl or naphthyl.
  • the aryl radicals may be optionally substituted by one or more substituents selected from the group consisting of a halogen atom, a hydroxy group, a carboxy group, an alkoxy group, a cyano group, a nitro group, a thioalkoxy group, an alkyl group or CF 3 .
  • Arylalkyl refers to one or more aryl groups attached to the rest of the molecule by an alkyl radical, for example, benzyl, 3- (phenyl) -propyl, etc.
  • Heterocycle refers to a stable 3 to 15 member ring formed by carbon atoms and between 1 to 5 heteroatoms chosen from oxygen and sulfur, preferably a 5 member ring formed by one or more heteroatoms.
  • the heterocycle groups may be monocyclic, bicyclic or tricyclic systems, which may include fused rings; and the sulfur atom in the heterocyclic ring may be optionally oxidized; and the heterocycle radical may be partially or fully saturated.
  • Heterocycle radicals may be aromatic (for example, they may have one or more aromatic rings) in which case they are considered as "heteroaryls" for the purposes of the present invention.
  • the heterocycle ring may be substituted by one or more substituents selected from the group consisting of a halogen atom, a hydroxy group, a carboxy group, an alkoxy group, an alkyl group, a thioalkoxy group, a cyano group, a nitro group or CF 3 .
  • heterocycles include, for example, furan, thiophene, 2-methylfuran, 5-halofuran, pyrrole, imidazole, pyrazole, 1,3-oxazole, isoxazole, thiazole, isothiazole, benzothiophene, benzofuran, indole, benzimidazole, tetrahydrofuran, tetrahydrothiophene .
  • “Silyl” refers to silicon species commonly used in organic chemistry as protecting groups, such as those indicated in Greene, TW; Wuts, PGM “Protective Groups in Organic Synthesis", 3 'Ed., Wiley-Interscience, New York, 1999.
  • a radical of formula -SiRdReRf where Rd, Re and Rf are independently selected from a substituted or unsubstituted alkyl group or a substituted or unsubstituted aryl group, for example, methyl, ethyl, t-butyl, i-propyl, phenyl, etc.
  • “Alkoxy” refers to a radical of the formula -O-alkyl, for example, methoxy, ethoxy, propoxy, etc.
  • Halogen refers to fluorine, chlorine, bromine and iodine.
  • Good leaving group is an atom or molecular fragment that efficiently detaches itself from a molecule in a heterolytic bond breakage, carrying with it the electronic pair of the bond. Normally the outgoing groups are detached in the form of anions and a good leaving group is considered to be a weak base. Examples of a good outgoing group are generally known by the average expert and the choice of the most appropriate in each situation is part of their daily work. Non-limiting examples are OTs (tosyl), OMs (mesyl) or halogen.
  • Ergosterol is a provitamin, a precursor of vitamin D2, and is not toxic to man or the environment except in very high concentrations, which is an advantage over other synthetic components.
  • Ergosterol is a component of fungal cell membranes, which fulfills the same function that cholesterol plays in animal cells.
  • the term "ergosterol” also includes derivatives of the natural molecule such as all those derivatives obtainable by transforming the hydroxyl group according to the chemical transformations that are collected. in Larock, RC, Comprehensive Organic Transformations, 2nd ed., Wiley-VCH, NY, 1999, pp. 689-697 and Smith, MB, and March, J. Advanced Organic Chemistry Reactions, Mechanisms and Structure. 6 th ed., Wiley-Interscience, 2007, pp. 532-538.
  • ergosterol is a molecule of formula I
  • R is selected from hydroxy, alkoxy, silyl-O-, alkenyl-O-, arylsulfonyl, alkylsulfonyl, acrylate and - R a R b , where R a and R b are independently selected from the group consisting of hydrogen , alkyl, alkenyl, aryl, arylalkyl and heteroaryl.
  • the systems of the invention comprise a substrate, wherein said substrate is bound to ergosterol molecules by covalent bonds.
  • Said covalent bonds are located on the surface of the substrate, so that the ergosterol is not part of the substrate itself, and so that in the case that the substrate is a polymer the ergosterol is not part of the links of the polymer chain, but is attached to a covalent bond of a side chain of the substrate.
  • the system described above is characterized in that ergosterol binds to the substrate by covalent bonds arranged on the surface of the substrate.
  • the system described above is characterized in that ergosterol binds to the substrate by covalent bonds through side chains.
  • the substrate in a system as described above is selected from silica, titanium, zirconium, silicon polymers, cotton, wool, nylon, glass, polyolefins, polyvinyl, polystyrene, polyamides, polyurethane, polyterephthalate.
  • ethylene (PET) polyethyleneimine, polylactone, polycaprolactone, polyester, polysiloxanes, polyanhydride, polyurea, polycarbonate, polysulfone, polyacrylonitrile, ethylene polyoxide, polycycloctane, acrylic polymers, and their copolymers, optionally substituted.
  • the polyolefins are selected from polyethylene, polypropylene, polymethylpentene, poly-l-butene, polyisobutylene, polybutylene terephthalate (PBT) and ethylene propylene rubber.
  • the polyvinyl are selected from polyvinylpyrrolidone and polyvinyl chloride (PVC).
  • the acrylic polymers are selected from those consisting of monomers selected from the following group glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, ethylene glycol dimethacnlate, 1,3-butanediol diacrylate, 1,4-butanediol diacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, ethylene glycol diacrylate, fluorescein ⁇ , ⁇ '-diacrylate, glycerol 1, 3-diglycerol diacrylate, pentaerythritol diacrylate monostearate, 1,6-hex an ediol et ox il at odiac ri l at o, 3-hydroxy-2,2 -dimethylpropyl 3-hydroxy-2,2-dimethylpropionate diacrylate, bisphenol A ethoxylate diacrylate, di (ethylene glycol) diacrylate, neopentyl glycol diacrylate, poly (ethylene glycol dimeth
  • the acrylic polymers are selected from polymethylmethacrylate, poly (n-butyl acrylate), polydimethylaminoethyl acrylate, polyacrylic acid, polymethyl acrylate, polyhydroxyethyl methacrylate and polyglycidyl methacrylate.
  • the silicon polymers are selected from silicone rubber, polysiloxanes, silicon wafer silicone hydrogels.
  • the polysiloxanes are selected from poly (methylhydrosiloxane), poly (dimethylsiloxane), dimethylpolysiloxane, or methylphenylpolysiloxane.
  • the substrate is selected from silicone rubber, polyethylene, polypropylene, silicone hydrogels and acrylic and / or methacrylic hydrogels.
  • R a and R b are independently selected from the group consisting of hydrogen, alkyl, alkenyl, aryl and heteroaryl.
  • the side chain (L) is selected from
  • R 4 , R 5 and R 6 are independently selected from hydrogen, hydroxy, alkoxy, -R a R b , optionally substituted C 1-C4 and optionally substituted C 2 -C 4 alkenyl,
  • n, m and p are independently selected from 0, 1, 2, 3, 4, and 5
  • X is selected from CH 2 , O and S,
  • the system described above comprises silicone rubber bonded to ergosterol molecules via ether bonds through side chains of structure L5.
  • ergosterol in a system of the invention associates selected antifungal active ingredients among polyenes, azoles and allylamines, and combinations thereof.
  • antifungal active ingredients are not released over time under storage or use conditions, except when they are in the presence of fungi, or they are not released in significant quantities and in general the amount released in an aqueous medium in the absence of fungi will be less than 40%, and with the most optimized systems it will be less than 20%.
  • the antifungal transfer begin by a competitive displacement mechanism, the drug being separated from the immobilized ergosterol on the surface of the device to join the fungus wall. Due to this mechanism of transfer by affinity to the fungus, the antifungal compound is released in a controlled manner depending on the need, concentration and / or time of presence of fungi, and acts as an antifungal when interacting with the fungus.
  • the polyenes are selected from nystatin, natamycin and amphotericin, and combinations thereof.
  • the azoles are selected from miconazoi, cyotrimazole, fluconazole, itraconazole, ketoconazole, voriconazole, ravuconazole, posaconazoi, and combinations thereof.
  • the allylamines are selected from terbinafine and naphthifine, and combinations thereof.
  • system described above associates nystatin or natamycin.
  • the systems of the invention are capable of associating antifungal active ingredients in a higher quantity and / or density than other systems known in the state of the art.
  • the antifungal active ingredients are incorporated in an amount of between 0.1 and 30 mg / g for 1 mm thick films and 1 Kg / L density. In a more particular embodiment the antifungal active ingredients are incorporated in an amount of between 0.3 and 10 mg / g for 1 mm thick films and 1 Kg / L density.
  • the antifungal active ingredients are incorporated in an amount between 0.1 and 30 mg / cm 2 . In a more particular embodiment, the antifungal active ingredients are incorporated in an amount of between 0.3 and 10 mg / cm 2 .
  • the amount or density of ergosterol in the systems of the invention is between 1 and 200 mg / g for 1 mm thick films and 1 Kg / L density. In a more particular embodiment, the amount or density of ergosterol in the systems of the invention is between 2 and 100 mg / g for 1 mm thick films and 1 Kg / L density. In a particular embodiment, the amount or density of ergosterol in the systems of the invention is between 1 and 200 mg / cm 2 . In a more particular embodiment, the amount or density of ergosterol in the systems of the invention is between 2 and 100 mg / cm 2 for 1 mm thick films and 1 Kg / L density. Preparation of the systems of the invention
  • the systems of the present invention can be prepared following a special sequence of reactions using conditions known in the state of the art.
  • the invention relates to a process for the preparation of the systems described above comprising the reaction between ergosterol, as described above, and a functionalized substrate.
  • reaction conditions will depend on the R group of the ergosterol and the reactive functional group on the functionalized substrate as described above. In general, they are reactions commonly used by the person skilled in the art and widely applied in the state of the art.
  • “functionalized substrate” means a substrate that contains in its structure reactive functional groups, for example electrophiles or nucleophiles.
  • R 1 is selected from hydrogen, alkyl, alkenyl, alkynyl, alkylsulfonyl arylsulfonyl, silyl, arylalkyl,
  • R 2 is selected from hydrogen, alkyl, alkenyl, arylalkyl, aryl,
  • the functional groups of the functionalized substrate are attached to the substrate by a side chain, as defined above.
  • the side chains attached to the functional groups are on the surface of the substrate.
  • the process comprises the reaction between the ergosterol of formula I, as defined above, where R is a hydroxyl group, and an electrophilic group present in the functionalized substrate.
  • the process comprises the reaction between the ergosterol of formula I, as defined above, where R is a hydroxyl group, and a good leaving group present in the functionalized substrate.
  • the electrophilic group and the good leaving group are attached to the substrate by a side chain.
  • the side chain is selected from the side chains of the formula Ll, L2, L3, L4 or L5.
  • the substrate is selected from silicone rubber, polyethylene, polypropylene, silicone hydrogels and acrylic and / or methacrylic hydrogels.
  • the reaction is carried out in acidic medium.
  • the R group of the ergosterol of formula I may be a good leaving group, for example the hydroxyl group may have been transformed into a good leaving group as described in Greene, TW; Wuts, PGM “Protective Groups in Organic Synthesis", 3 'Ed. , Wiley-Interscience, New York, 1999, and it will be nucleophilic groups present in the substrate that displace the ergosterol leaving group.
  • the process comprises the reaction between the ergosterol of formula I, as defined above, where R is a good leaving group, and a nucleophilic group present in the functionalized substrate.
  • the leaving group is selected from silyl-O-, arylsulfonyl and alkylsulfonyl.
  • the substrate nucleophilic group is selected from -OH, -NR to R b , where R a and R b are as defined above.
  • the R group of the ergosterol of formula I can be an alkene-O- or acrylate group and can react with alkene groups present in the functionalized substrate by a coupling reaction.
  • the coupling reaction can be Heck, Suzuki or Stille type, widely known by the skilled person (see for example Carey FA, RJ Sundberg, Advanced Organic Chemistry, 3rd ed, pp 461-466;... Palladium Catalyzed- Coupling Reactions, Wiley-VCH, 2013, pp. 4-10).
  • the process comprises a previous step of transforming the hydroxyl group of the ergosterol into another derivative of formula I.
  • Said transformation of the hydroxyl group can be carried out by reactions known to the person skilled in the art, such as transformations chemicals collected in Larock, RC, Comprehensive Organic Transformations, 2nd ed., Wiley-VCH, NY, 1999, pp. 689-697 and Smith, MB, and March, J. Advanced Organic Chemistry Reactions, Mechanisms and Structure. 6 th ed., Wiley-Interscience, 2007, pp. 532-538.
  • the method comprises a previous stage of functionalization of a substrate in the presence of a molecule with functional groups.
  • Functionalized substrates are known to the person skilled in the art since there is a broad literature describing them, as well as they can be functionalized by methods known to the person skilled in the art in the presence of molecules possessing functional groups.
  • Known functionalization methods are, for example, the method of oxidative pre-irradiation with gamma rays, known to the person skilled in the art since there is an extensive literature on this method and it was applied to different surfaces successfully, such as, for example, to polypropylene and polyethylene in the presence of glycidyl methacrylate to obtain the polyethylene and polypropylene polymers functionalized with glycidyl groups in Acta Biomaterialia, 2010, 6, 1398-1404; a cotton in the presence of glycidyl methacrylate for cotton functionalized with glycidyl groups (Takács, E., Wojnárovits, L., Horváth EK., Fekete T., Borsa J.
  • molecules with functional groups that are employed in the substrate functionalization process are selected from l- (acryloyloxy) -3- (methacryloxy) -2-Propanol, 2- (N, N-diethylamino) ethyl methacrylate, 2- (N, N-dimethylamino) ethyl acrylate, 2- (N, N-dimethylamino) ethyl methacrylate, 2- (tert-butylamino) ethyl methacrylate, 2-aminoethyl methacrylate hydrochloride, 2-diisopropylaminoethyl methacrylate, diallylamine, diallyldimethylammonium chloride, methacryloyl-L-Lysine, N- (2-aminoethyl) methacrylamide hydrochloride, N- (3-aminopropyl) methacrylamide hydrochloride, N- (t-BOC-a
  • molecules with functional groups that are employed in the substrate functionalization process are selected from sodium acrylate and sodium methacrylate.
  • the molecules with functional groups that are employed in the substrate functionalization process are selected from allyl glycidyl ether, 1,4-butanediol diglycidyl ether, butyl glyli cidyl ether, 4-tert-butylphenyl glycidyl ether, 1, 4- cyclo ohexanedim ethanol di gl i ci dil ether, 1, 2, 7, 8-diepoxyoctane, diglycidyl 1,2- cyclohexanedicarboxylate, N, N-diglycidyl-4-glycidyloxyaniline, 3,4-epoxy-l-butene, furfuryl glycidyl ether, glycidyl 4-methoxyphenyl ether, 4,4'-methylene-bis (N, N-diglycidylaniline), neopentyl glycol diglycidyl ether, resor
  • the process as described above further comprises a previous stage of substrate functionalization by the oxidative pre-irradiation method using gamma radiation.
  • the process as described above further comprises a step in which the system is contacted as described above and a solution comprising an antifungal active ingredient.
  • Said contacting stage can be carried out under different conditions adapted to the ingredient that is intended to be incorporated into the system.
  • the contacting is carried out between 10 and 40 ° C, preferably between 25 and 30 ° C.
  • the contacting is carried out between 5 hours and 20 days, preferably between 1 day and 15 days.
  • step b) a) functionalizing a substrate with a molecule with reactive functional groups, b) reacting the functional groups of said substrate with ergosterol, c) optionally contacting the system obtained in step b) with a solution of an antifungal active ingredient.
  • the substrate is a silicone rubber.
  • the substrate is functionalized by the oxidative pre-irradiation method using gamma radiation.
  • the molecule with reactive functional groups is glycidyl methacrylate.
  • the R group of ergosterol is a hydroxyl.
  • the reaction of step b) takes place under acidic conditions.
  • the invention is directed to the systems obtainable by a method as described above.
  • the invention is directed to the use of a system as described above, as a system for releasing antifungal active ingredients.
  • the systems of the invention may constitute materials useful in medicine.
  • the invention is directed to a medical device comprising a system as described above.
  • the medical device is selected from catheters, films, probes, stents, implants, vascular grafts, dressings, bandages, contact lenses and intraocular lenses.
  • the invention relates to the use of a film as described above as surface coating.
  • the invention relates to the use of a system as described above, as a work surface.
  • the systems of the invention are also suitable as packaging or wrapping.
  • the invention relates to the use of a system as described above as packaging of medical devices, wrapping or coating of medical devices, and as conditioning material for release systems.
  • the invention relates to the use of a system as described above, such as food coating, food packaging or nutritional supplements.
  • the invention relates to the use of a system as described above, as a cosmetic or cosmetic coating.
  • a system as described above, as a cosmetic or cosmetic coating.
  • the invention is illustrated below with some examples, although these should not be construed as a limitation thereof.
  • Silicone rubber (SR) sheets (lx5cm) were irradiated with gamma radiation from a 60 Co source (GammaBeam 651 PT from Nordion Co., Canada) in the presence of air, at a dose of 20 kGy and at a dose rate of 13.5 kGy h "1.
  • the pre-irradiated SR sheets were placed in ampoules of glass containing GMA solution in methanol (8 mL) at different concentrations.
  • the ampoules were deoxygenated in a vacuum line applying freeze-thaw cycles for one hour, sealed and taken to a 60 ° C bath where they were kept for different periods of time.
  • the SR-g-GMA sheets (10-20% graft) were immersed in dioxane or THF for two hours and then an amount of equimolar ergosterol was incorporated with the GMA content grafted onto the sheet.
  • the reaction balloon was deoxygenated with argon and then BF 3 -Et0 2 (5 mol%) was incorporated.
  • the mixture was stirred for 24 h at reflux temperature when the solvent was TFIF and at 70 ° C when dioxane was used.
  • the sheets were removed from the reaction medium and washed with toluene to remove the non-reactive ergosterol.
  • the sheets were dried under vacuum and then in an oven at 60 ° C until constant weight.
  • the amount of ergosterol covalently bound to the SR-g-GMA sheet was calculated as follows:
  • W g and W e represent the mass of the lamina before and after covalently joining the ergosterol and M e the molecular weight of the ergosterol.
  • the method involves two key steps: first the substrate (SR) is irradiated in the presence of air to generate alkyl peroxides and hydroxyperoxides on the surface and / or in the substrate matrix. Then, the pre-irradiated polymer is contacted with the monomer in the absence of oxygen and heated to 60 ° C to cause the decomposition of the alkyl peroxides and hydroxyperoxides and generate free radicals that react with the GMA causing the chain growth. of GMA on the surface of the substrate. Once SR-g-GMA has been obtained, GMA epoxy groups react with the Ergosterol through a nucleophilic substitution reaction.
  • the reaction is catalyzed with BF 3 -Et 2 0 which coordinates with the oxygen of the epoxide group and allows the opening of the epoxy ring by the ergosterol.
  • the solvent plays an important role in the swelling of the SR-g-GMA sheet and in the diffusion of the ergosterol inside.
  • dioxane and THF the highest ergosterol immobilization yield was achieved with THF.
  • Table 1 Codes of silicone rubber (SR) sheets and their content in GMA and ergosterol.
  • the amount of immobilized ergosterol refers to the total weight of the sheet or its surface.
  • Thermogravimetry analyzes (TGA Q50, TA Instruments, New Castle, DE) carried out at a heating rate of 5 ° C min "1 from 25 ° C to 800 ° C, under nitrogen atmosphere, showed a single drop in the weight of the SR sheets at a temperature higher than 500 ° C due to the degradation of the matrix.
  • the SR-gMA thermograms showed two weight losses: one at 322 ° C by thermal decomposition of the grafted polyGMA chains , and another at 546 ° C by decomposition of SR
  • the sheets with immobilized ergosterol showed three weight losses: at 277 ° C by degradation of ergosterol, at 389 ° C by decomposition of polyGMA and at 570 ° C by decomposition of SR.
  • the GMA graft resulted in the appearance of small whitish spots.
  • Ergosterol immobilization was visualized by the progressive increase in sheet fluorescence observed under exposure to 366 nm ultraviolet radiation (Coutinho A, Silva L, Fedorov A, Prieto M. Cholesterol and ergosterol influence nystatin surface aggregation: relation to by formation Biophys J. 2004 Nov; 87 (5): 3264-76).
  • the homogeneous fluorescence of the SR sheets indicates that the ergosterol is homogeneously distributed.
  • SEM images EVO LSI 5 microscope, Zeiss, Oberkochen, Germany
  • SR-g-GMA with and without immobilized ergosterol confirmed the homogeneous surface coating of the SR sheets ( Figure 1).
  • Example 2 Incorporation of natamycin, nystatin and miconazole. Sheets of SR-g-GMA (1x1.25x0.1 cm, 0.13-0.17 g) with immobilized ergosterol in different proportions were immersed in solutions of natamycin (25 mg / 1, 10 ml), nystatin (20 mg / 1, 10 mi) or miconazole (7 mg / 1, 10 mi). SR and SR-g-GMA sheets were used as control. At predetermined times, the amount of natamycin, nystatin or miconazole remaining in the medium was measured from absorbance measurements at 319 nm, 321 nm or 230 nm, respectively (Agilent 8453, Germany). The amount of drug loaded was estimated from the difference in initial and final concentrations in the loading solutions ( Figure 2A, 2B and 2C). The average amounts of antifungal incorporated are listed in Tables 2, 3 and 4.
  • the unmodified SR and SR-g-GMA sheets had a very limited ability to incorporate any of the three drugs.
  • the immobilization of ergosterol on SR-g-GMA significantly increased the loading of natamycin and nystatin.
  • the incorporation of these two drugs proved to be dependent on the amount of previously immobilized ergosterol.
  • miconazole was incorporated in a similar way to sheets prepared without and with ergosterol.
  • the main target of azoles, such as miconazole or ketoconazole is the heme protein that co-catalyzes the demethylation of lanosterol during ergosterol synthesis (M A. Gannoum, LB Rice.
  • Antifungal agents Mode of action, Mechanism of resistance and correlation of these mechanisms with bacterial resistance. Clin. Microbiol. Rev. 1999, 12, 501-516).
  • polyenes for example, natamycin, nystatin, and amphotericin B
  • the interaction of azoles with ergosterol is only of a non-specific type through hydrophobic interactions that can be established in an aqueous medium. Consequently, the miconazole load was low and independent of the amount of immobilized ergosterol in the sheets.
  • Example 3 Assignment of natamycin, nystatin and miconazole. Fillers loaded with drug were extracted from the loading solutions, washed with water, dried and transferred individually to vials with 5 ml of transfer medium. Three different media were used: water, 10 mM HEPES buffer-100 mM NaCl pH 7, and a colloidal dispersion of liposomes (l, 2-dioleyl-sn-glycerol-3-phosphocholine 0.5 mM, ergosterol 0.125 mM) in the HEPES buffer .
  • the absorbance of the solution at 3 19 nm, 321 nm or 230 nm for natamycin, nystatin and miconazole, respectively was measured and the percentage of ceded drug was estimated.
  • Liposomes were prepared from a solution of l, 2-dioleyl-sn-glycerol-3-phosphocholine (63 mg) and ergosterol (7.9 mg) in chloroform (3 ml) by applying a procedure similar to that described by Welscher YM, Ten Napel HH, Balagué MM, Souza CM, Riezman H, by Kruijff B, Breukink E. Natamycin blocks fungal growth by binging specifically to ergosterol without permeabilizing the membrane. The Journal of Biological! Chemistry 2008, 293, 6393-6401. The solvent was evaporated under nitrogen flow and the residue was dried in vacuo.
  • the lipid film formed was hydrated with 10 mM HEPES-100 mM NaCl pH 7 (10 mL, 50 ° C) and stirred in vortex until total lipid dissolution.
  • the dispersion of liposomes (8 mM l, 2-dioleyl-sn-glycerol-3-phosphocholine and 2 mM ergosterol) was subjected to 8 cycles of freezing (liquid nitrogen) and thawing (50 ° C) and finally passed through Polycarbonate membrane filters (0.2 ⁇ , Whatman International).
  • the colloidal dispersion of liposomes was maintained at 4 ° C until use. Its hydrodynamic radius determined by DLS was 160.3 nm.
  • the transfer was carried out in HEPES buffer and in colloidal dispersion of liposomes that mimic the fungal membrane, which allows to simulate a fungal contaminated environment (Coutinho A, Silva L, Fedorov A, Prieto M. Cholesterol and ergosterol influence nystatin surface aggregation: relation to pore formation Biophys J. 2004, 87 (5), 3264-76).
  • the transfer medium was replaced daily to avoid changes in the transfer kinetics and interference in the UV quantification of the assigned drug caused by destabilization / aggregation of the liposomes that occurs when interact with the drug (Coutinho A, Silva L, Fedorov A, Prieto M. Cholesterol and ergosterol influence nystatin surface aggregation: relation to pore formation. Biophys J. 2004, 87 (5), 3264-76).
  • Example 4 Microbiological tests. The tests were carried out with Candida albicans (ATCC 90028) and Aspergillus fumigatus (ATCC KM 8001) seeded in Mueller Hinton agar (BBL TM, Beckton, Dickinson and Company, Le Pont de Claix, France). The sheets loaded with nystatin as indicated in Example 2 were cut into 5 mm diameter discs and placed in direct contact with the fungi seeded on the plates. It was incubated for 48 h at 35 ° C and fungal growth inhibition halos were measured. As controls, SR, SR-g-GMA, and SR-gMA discs with immobilized ergosterol not loaded with drug were used.
  • the controls showed no antifungal activity and the discs were colonized by fungi ( Figure 4).
  • nystatin-loaded discs resulted in halos of inhibition.
  • the SR and SR-g-GMA discs without immobilized ergosterol generated small halos of inhibition (of greater diameter in the case of Aspergillus fumigatus) attributable to a rapid transfer of nistatin adsorbed nonspecifically.
  • the SR-g-GMA sheets with immobilized and nystatin-loaded ergosterol had a greater ability to inhibit the growth of both Candida albicans and Aspergillus fumigatus.
  • the most effective blades in this regard were those with intermediate levels of ergosterol, since they provide a sufficiently high nystatin load without the affinity being sufficiently high to make transferring to fungi too difficult.

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Abstract

Sistemas antifúngicos bioinspirados. La presente invención se refiere a nuevos sistemas basados en sustratos que contienen moléculas de ergosterol covalentemente unidas y que son capaces de incorporar compuestos antifúngicos imitando la unión del antifúngico a la pared de los hongos. Cuando los sistemas de la invención cargados con antifúngicos están en presencia de hongos se acelera el proceso de cesión al establecerse una competencia por el antifúngico entre el ergosterol de los sistemas de la invención y el ergosterol de la pared de los hongos. Los sistemas según la invención son útiles para la prevención de la colonización por hongos y/o el tratamiento de infecciones por hongos, en aplicaciones como sistema de liberación de ingredientes activos antifúngicos, y embalajes o recubrimiento de superficies de trabajo.

Description

Sistemas antifúngicos bioinspirados
Sector de la técnica
La presente invención se dirige a sistemas para la prevención de la colonización por hongos y/o al tratamiento antifúngico.
Antecedentes de la invención
Las infecciones por hongos todavía son una importante causa de mortalidad y originan un considerable coste a los sistemas de salud. La mayor incidencia se produce en individuos con el sistema inmune deprimido y en individuos que deben utilizar dispositivos médicos como por ejemplo catéteres, sondas o implantes. Algunos microorganismos pueden adherirse fácilmente a estos dispositivos médicos y crecer sobre su superficie formando biofilms difíciles de eliminar, lo que puede conducir a infecciones locales o incluso sistémicas. En el ámbito de la alimentación, la contaminación por hongos tiene también una gran trascendencia sanitaria y económica.
Una solución del estado de la técnica es dotar a las superficies de los dispositivos médicos, a los plásticos o materiales destinados a entrar en contacto con alimentos, de compuestos antifúngicos. Esto puede realizarse mediante el depósito de sustancias que contienen antifúngicos sobre las superficies antes mencionadas, como por ejemplo mediante impregnación o mediante unión electrostática del antifúngico a una superficie sobre la que se ha adsorbido un surfactante catiónico. Otra opción es f ncionalizar dichas superficies y unir el antifúngico de modo que se puedan ceder cantidades más elevadas de antifúngico en fases tempranas para evitar la colonización y que se mantenga liberación durante un tiempo prolongado.
En Acta Biomaterialia, 2010, 6, 1398-1404, se describen materiales basados en polipropileno y polietileno f ncionalizados con ciclodextrinas las cuales están cargadas con miconazol para prevenir la formación de biofilm de Candida albicans. Sin embargo, en estos sistemas la capacidad de carga del antifúngico está limitada por la afinidad de la ciclodextrina, y por otro lado, cuando el dispositivo médico está en contacto con los fluidos corporales del individuo el antifúngico se libera aunque no exista una infección por hongos, por lo que el individuo recibe una dosis de medicamento que no necesita. En Mycopathologia, 2010, 169 (3), 167-74, los autores describen la incorporación de nistatina y miconazol a polidimetilsiloxano mediante dos técnicas: a) curado del polidimetilsiloxano en presencia de una disolución del antifúngico, y b) impregnación del polidimetilsiloxano con una disolución del antifúngico. En ninguno de los dos casos hay una unión covalente del polidimetilsiloxano con el antifúngico, y además en el método b) es necesario añadir un disolvente orgánico para hinchar el polímero y hacer posible así que la impregnación se efectiva. Un disolvente recurrente en este caso es el diclorometano, contaminante y volátil. Por otro lado, estos sistemas liberan el antifúngico aunque el hongo no esté presente y no sea necesario el tratamiento.
Descripción breve de la invención
Los autores de la presente invención han desarrollado nuevos sistemas basados en sustratos que contienen moléculas de ergosterol covalentemente unidas y son capaces de incorporar compuestos antifúngicos. Una ventaja de la invención es que los sistemas de la invención son capaces de incorporar compuestos antifúngicos en su superficie en una densidad superior en comparación con otros sistemas del estado de la técnica.
Más en concreto, y dado que las moléculas de ergosterol tienen cierta afinidad por compuestos antifúngicos, cuando los sistemas de la invención están en presencia de hongos se genera una competencia con el ergosterol de los sistemas de la invención. Y así, una ventaj a adicional de los sistemas de la invención es que la liberación del compuesto antifúngico tiene lugar solamente en presencia de hongos, y por el contrario, el compuesto antifúngico se mantiene asociado al sistema en ausencia de hongos.
Así, en un aspecto la invención se dirige a un sistema que comprende un sustrato, donde dicho sustrato se une a moléculas de ergosterol mediante enlaces covalentes.
En otro aspecto la invención se dirige a un implante, un dispositivo médico, catéter, film y a lentes de contacto que comprenden un sistema como se ha descrito anteriormente. En otro aspecto la invención se dirige a un envoltorio o recubrimiento de dispositivos médicos, un recubrimiento de sistemas de liberación, un recubrimiento de alimentos, un envase de alimentos o complementos nutrí cional es, un cosmético o recubrimiento de cosméticos, o un recubrimiento de superficies de trabajo que comprende un sistema como se ha descrito anteriormente.
En otro aspecto la invención se dirige al uso de un sistema como se ha descrito anteriormente, como sistema de liberación de ingredientes activos antifúngicos. Un aspecto adicional de la invención se dirige a un procedimiento para la preparación de un sistema como se ha descrito anteriormente, que comprende una reacción entre el ergosterol y un sustrato funcionalizado. Descripción de las figuras
Figura 1. Imágenes SEM de laminas de goma de silicona no modificada (A), de laminas de goma de silicona TAS206 modificada con glicidilmetacrilato (B) y de goma de silicona TAS206 modificada con glicidilmetacrilato (GMA) y con erogosterol inmovilizado (C), a diferentes ampliaciones.
Figura 2A. Cantidades de natamicina incorporada a láminas de goma de silicona (SR) sin funcionalizar (o), y de láminas de SR-g-GMA sin ergosterol (<|TAS156, TAS285) O con ergosterol inmovilizado (TAS 188T 45.2 mg/g; TAS219^ 69.5 mg/g; TAS 159A 110.4 mg/g; TAS253^ 100.8 mg/g).
Figura 2B. Cantidades de miconazol incorporado a láminas de goma de silicona (SR) sin funcionalizar (o), y de láminas de SR-g-GMA sin ergosterol (TAS287<j) o con ergosterol inmovilizado (TAS 1 13 B 1 5.2 mg/g; TA S25 1 D 53.4 mg/g; TAS203 #74.7 mg/g; TAS217* 100.5 mg/g).
Figura 2C. Cantidades de nistatina incorporada a láminas de goma de silicona (SR) sin funcionalizar (o), y de láminas de SR-g-GMA sin ergosterol (TAS277<j) o con ergosterol inmovilizado (TAS 1 13 B 1 5.2 mg/g; TA S25 1 D 53.4 mg/g; TAS203 #74.7 mg/g; TAS217* 100.5 mg/g).
Figura 3A. Perfiles de cesión de natamicina en tampón HEPES a partir de láminas de goma de silicona (SR) sin funcionalizar (o), y de láminas de SR-g-GMA sin ergosterol ( TAS156, TAS285) O con ergosterol inmovilizado (TAS188T 45.2 mg/g; TAS219^ 69.5 mg/g; TAS 159 A 110.4 mg/g; TAS253^ 100.8 mg/g).
Figura 3B. Perfiles de cesión de natamicina en dispersión de liposomas de ergosterol en tampón HEPES a partir de láminas de goma de silicona (SR) sin funcionalizar (o), y de l áminas de SR-g-GMA sin ergosterol ( TAS156, TAS285) O con ergosterol inmovilizado (TAS 188 Y 45.2 mg/g; TAS219^ 69.5 mg/g; TAS159A 110.4 mg/g; TAS253 ^ 100.8 mg/g).
Figura 3C. Perfiles de cesión de nistatina en tampón HEPES a partir de láminas de goma de silicona (SR) sin funcionalizar (o), y de láminas de SR-g-GMA sin ergosterol (TAS277<j) o con ergosterol inmovilizado (TAS198B 14 mg/g; TAS213D 67.5 mg/g; TAS210# 86.3 mg/g; TAS160# 104.3 mg/g).
Figura 3D. Perfiles de cesión de nistatina en dispersión de liposomas de ergosterol en tampón HEPES a partir de láminas de goma de silicona (SR) sin funcionalizar (o), y de láminas de SR-g-GMA sin ergosterol (TAS277<j) o con ergosterol inmovilizado (TAS 198B 14 mg/g; TAS213 D 67.5 mg/g; TAS210# 86.3 mg/g; TAS 160# 104.3 mg/g). Figura 4. Resultados de los ensayos microbiológicos llevados a cabo con Aspergillus fumigatus (fila superior) y con Candida albicans (fila inferior). Los discos de goma de silicona, SR, no dieron lugar a halos de inhibición (fotos Al y A2). Los discos de SR cargados con 0.37 mg/g de nistatina provocaron pequeños halos de inhibición (fotos B l y B2). Los discos de SR-g-GMA con 53.4 mg/g de ergosterol inmovilizado (TAS25 1 ) incorporaron 0.71 mg/g de nistatina y dieron lugar a halos de inhibición mucho mayores (Cl y C2). Descripción detallada de la invención
Definiciones
"Alquilo" se refiere a una cadena hidrocarbonada lineal o ramificada, acíclica, formada por átomos de carbono e hidrógeno sin insaturaciones, de 1 a 12, preferiblemente de uno a ocho, átomos de carbono, y que se une al resto de la molécula mediante un enlace sencillo, que opcionalmente puede estar sustituido por uno o más sustituyentes seleccionados entre el grupo consistente en un átomo de halógeno, un grupo hidroxi, un grupo carboxi, un grupo alcoxi, un grupo ciano, un grupo nitro, un grupo tioalcoxi, un grupo heteroalquilo, un grupo alquenilo, un grupo heterocíclico o CF3, por ejemplo, metilo, etilo, «-propilo, /-propilo, «-butilo, t-butilo, w-pentilo, ciclopropilo, etc. "Alquenilo" se refiere a una cadena hidrocarbonada lineal o ramificada, acíclica, formada por átomos de carbono e hidrógeno, que posee de, salvo que se indique otra cosa, entre 1 y 3 grupos alqueno, de 2 a 12 átomos de carbono, preferiblemente de 2 a 6 átomos de carbono. Los radicales alquenilo pueden estar opcionalmente sustituidos por uno o más sustituyentes seleccionados entre el grupo consistente en un átomo de halógeno, un grupo hidroxi, un grupo carboxi, un grupo alcoxi, un grupo ciano, un grupo nitro, un grupo tioalcoxi, un grupo amino, un grupo heteroalquilo o CF3, por ejemplo, etenilo, n- propenilo, n-butenilo, n-pentenilo, etc. "Alquinilo" se refiere a una cadena hidrocarbonada lineal o ramificada, acíclica, formada por átomos de carbono e hidrógeno, que posee de, salvo que se indique otra cosa, entre 1 y 2 grupos alquino, de 3 a 12 átomos de carbono, preferiblemente de 3 a 6 átomos de carbono. Los radicales alquinilo pueden estar opcionalmente sustituidos por uno o más sustituyentes seleccionados entre el grupo consistente en un átomo de halógeno, un grupo hidroxi, un grupo carboxi, un grupo alcoxi, un grupo ciano, un grupo nitro, un grupo tioalcoxi, un grupo amino, un grupo heteroalquilo o CF3, por ejemplo, propinilo, n- butinilo, n-pentinilo, etc.
"Arilo" se refiere a un hidrocarburo aromático de 6 a 10 átomos de carbono, tal como fenilo o naftilo. Los radicales arilo pueden estar opcionalmente sustituidos por uno o más sustituyentes seleccionados entre el grupo consistente en un átomo de halógeno, un grupo hidroxi, un grupo carboxi, un grupo alcoxi, un grupo ciano, un grupo nitro, un grupo tioalcoxi, un grupo alquilo o CF3.
"Arilalquilo" se refiere a uno o varios grupos arilo unidos al resto de la molécula mediante un radical alquilo, por ejemplo, bencil, 3-(fenil)-propil, etc.
"Heterociclo" se refiere a un anillo estable de 3 a 15 miembros formado por átomos de carbono y entre 1 a 5 heteroátomos escogidos entre oxígeno y azufre, preferiblemente un anillo de 5 miembros formado por uno o más heteroátomos. Para los propósitos de esta invención, los grupos heterociclo pueden ser sistemas monocíclicos, bicíclicos o tricíclicos, que pueden incluir anillos fusionados; y el átomo de azufre en el anillo heterocíclico puede estar opcionalmente oxidado; y el radical heterociclo puede estar parcial o totalmente saturado. Los radicales heterociclos pueden ser aromáticos (por ejemplo, pueden tener uno o más anillos aromáticos) en cuyo caso se consideran como "heteroarilos" para los propósitos de la presente invención. El anillo heterociclo puede estar sustituido por uno o más sustituyentes seleccionados entre el grupo consistente en un átomo de halógeno, un grupo hidroxi, un grupo carboxi, un grupo alcoxi, un grupo alquilo, un grupo tioalcoxi, un grupo ciano, un grupo nitro o CF3. Ejemplos de tales heterociclos incluyen, por ejemplo, furano, tiofeno, 2-metilfurano, 5-halofurano, pirrol, imidazol, pirazol, 1,3-oxazol, isoxazol, tiazol, isotiazol, benzotiofeno, benzofurano, indol, benzimidazol, tetrahidrofurano, tetrahidrotiofeno.
"Sililo" se refiere a especies de silicio comúnmente usados en química orgánica como grupos protectores, tales como los que se indican en Greene, T. W. ; Wuts, P. G. M. "Protective Groups in Organic Synthesis", 3' Ed., Wiley-Interscience, New York, 1999. En una realización particular, un radical de formula -SiRdReRf donde Rd, Re y Rf se seleccionan independientemente entre un grupo alquilo sustituido o no sustituido o un grupo arilo sustituido o no sustituido, por ejemplo, metil, etil, t-butil, i-propil, fenil, etc. "Alcoxi" se refiere a un radical de fórmula -O-alquilo, por ejemplo, metoxi, etoxi, propoxi, etc.
"Arilsulfonilo" se refiere a un radical de fórmula -0-S(=0)2-arilo, por ejemplo, para- toluensulfonilo, besilo, etc.
"Aquilsulfonilo" se refiere a un radical de fórmula -0-S(=0)2-alquilo, por ejemplo, mesilo, trifluorometilsulfonilo, etc.
"Halógeno" se refiere a flúor, cloro, bromo y yodo.
"Buen grupo saliente", es un átomo o fragmento molecular que se desprende de una molécula de forma eficiente en una rotura heterolítica de enlace llevando consigo el par electrónico del enlace. Normalmente los grupos salientes se desprenden en forma de aniones y se considera que un buen grupo saliente es una base débil. Ejemplos de buen grupo saliente son generalmente conocidos por el experto medio y la elección del más apropiado en cada situación forma parte de su trabajo diario. Ejemplos no limitativos son OTs (tosilo), OMs (mesilo) o halógeno.
Ergosterol
El ergosterol es una provitamina, un precursor de la vitamina D2, y no es tóxico para el hombre ni para el medio ambiente salvo en concentraciones muy elevadas, lo cual es una ventaja frente a otros componentes sintéticos.
El ergosterol es un componente de las membranas celulares de los hongos, que cumple la misma función que el colesterol desempeña en las células animales. La presencia de ergosterol en las membranas de las células de los hongos, junto con su ausencia en las membranas de las células animales convierte a esta sustancia en una diana útil para los fármacos antifüngicos.
Para los propósitos de la invención, el término "ergosterol" incluye también derivados de la molécula natural como por ejemplo todos aquellos derivados obtenibles mediante la transformación del grupo hidroxilo según las transformaciones químicas que se recogen en Larock, R.C., Comprehensive Organic Transformations, 2nd ed., Wiley-VCH, NY, 1999, pp. 689-697 y Smith, M.B., y March, J. Advanced Organic Chemistry Reactions, Mechanisms and Structure. 6th ed., Wiley-Interscience, 2007, pp. 532-538.
En una realización particular, ergosterol es una molécula de fórmula I
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donde R se selecciona de entre hidroxilo, alcoxi, sililo-O-, alquenilo-O-, arilsulfonilo, alquilsulfonilo, acrilato y - RaRb, donde Ra y Rb se seleccionan de forma independiente de entre el grupo consistente en hidrógeno, alquilo, alquenilo, arilo, arilalquilo y heteroarilo.
Sistemas
Como se ha descrito anteriormente, los sistemas de la invención comprenden un sustrato, donde dicho sustrato se une a moléculas de ergosterol mediante enlaces covalentes.
Dichos enlaces covalentes están situados en la superficie del sustrato, de modo que el ergosterol no forma parte del propio sustrato, y de modo que en el caso de que el sustrato sea un polímero el ergosterol no forma parte de los eslabones de la cadena polimérica, sino que se encuentra unido a un enlace covalente de una cadena lateral del sustrato. Así, en una realización particular, el sistema anteriormente descrito está caracterizado porque el ergosterol se une al sustrato mediante enlaces covalentes dispuestos en la superficie del sustrato . En una realización particular, el sistema anteriormente descrito está caracterizado porque el ergosterol se une al sustrato mediante enlaces covalentes a través de cadenas laterales.
En una realización particular, el sustrato en un sistema como se ha descrito anteriormente, se selecciona de entre sílice, titanio, zirconio, polímeros de silicio, algodón, lana, nylon, vidrio, poliolefinas, polivinilos, poliestireno, poliamidas, poliuretano, politereftalato de etileno (PET), polietilenimina, polilactona, policaprolactona, poliéster, polisiloxanos, polianhidrido, poliurea, policarbonato, polisulfona, poliacrilonitrilo, polióxido de etileno, policicloctano, polímeros acrílicos, y sus copolímeros, opcionalmente sustituidos. En una realización particular, las poliolefinas se seleccionan de entre polietileno, polipropileno, polimetilpenteno, poli-l-buteno, poliisobutileno, tereftalato de polibutileno (PBT) y goma de etilenpropileno.
En una realización particular, los polivinilos se seleccionan de entre polivinilpirrolidona y cloruro de polivinilo (PVC).
En una realización particular, los polímeros acrílicos se seleccionan de entre los constituidos por monómeros seleccionados de entre el siguiente grupo glicidil acrilato, glicidil metacrilato, etilenglicol dimetacnlato, 1,3-butanediol diacrilato, 1,4-butanediol diacrilato, 1,6-hexanediol diacrilato, etilen glicol diacrilato, fluorescein Ο,Ο'-diacrilato, glicerol 1 ,3-diglicerolato diacrilato, pentaeritritol diacrilato monoestearato, 1,6- hex an e d i o l et ox i l at o d i a c ri l at o , 3-hidroxi-2,2-dimetilpropil 3-hidroxi-2,2- dimetilpropionato diacrilato, bisfenol A etoxilato diacrilato, di(etilen glicol) diacrilato, neopentil glicol diacrilato, poli(etilen glicol) diacrilato, poli(propilen glicol) diacrilato, propilen glicol glicerolato diacrilato, tetra(etilen glicol) diacrilato, 1 ,3-butanediol dimetacnlato, 1,4-butanediol dimetacrilato, 1,6-bexanediol dimetacrilato, bisfenol A dimetacnlato, diuretano dimetacrilato, etilen glicol dimetacrilato, fluorescein Ο,Ο'- dimetacrilato, glicerol dimetacrilato, bisfenol A etoxilato dimetacrilato, bisfenol A glicerolato dimetacrilato, di(etilen glicol) dimetacrilato, poli(etilen glicol) dimetacrilato, poli(propilen glicol) dimetacrilato, tetraetilen glycol dimetacrilato, tri(etilen glicol) dimetacrilato, trietilen glicol dimetacrilato, poli(lauril metacrilato-co-etilen glycol dimetacrilato), poli(metil metacrilato-co-etilen glicol dimetacrilato), hidroxietil metacrilato, hidroxipropilacrilato, l-(tristrimetilsiloxisililpropil)-metacrilato, metilmetacrilato, N,N-dimetilacrilamida, Ν,Ν-dietilacrilamida, ácido metacrílico, ácido acrílico, aminopropil metacrilato, ciclohexil metacrilato y fluoro-siloxano acrilato, y combinaciones de los mismos.
En una realización particular, los polímeros acrílicos se seleccionan de entre polimetilmetacrilato, poli(n-buti l acril ato), polidimetilaminoetilacrilato, acido poliacrílico, polimetilacrilato, polihidroxietilmetacrilato y poliglicidilmetacrilato.
En una realización particular, los polímeros de silicio se seleccionan de goma de silicona, polisiloxanos, oblea de silicio hidrogeles de silicona. En una realización más particular, los polisiloxanos se seleccionan de poli(metilhidrosiloxano), poli(dimetilsiloxano), dimetilpolisiloxano, o metilfenilpolisiloxano. En una realización particular, el sustrato se selecciona de entre goma de silicona, polietileno, polipropileno, hidrogeles de silicona y hidrogeles acrílicos y/o metacrílicos. En una realización particular, los enlaces covalentes de los sistemas anteriormente descritos se seleccionan de entre éter, -OC(=0)-, - RaC(=0)-, - Ra-, - Ra-C(=0)-0-, - 0-C(=0)-0-, alquilo opcionalmente sustituido y -OZ(=0)-0-, donde Z se selecciona entre carbono, -S(=0) y -P-OH, y Ra es como se ha definido anteriormente.
En una realización más particular los enlaces covalentes son éter, - Ra-, -OC(=0)-, ó - C(=0)-0-.
En una realización particular, las cadenas laterales en un sistema como se ha descrito anteriormente comprenden una cadena hidrocarbonada lineal o ramificada, de entre 2 a 21 átomos de carbono, opcionalmente dicha cadena incorpora uno o más grupos funcionales seleccionados entre éter, -C(=0)-, -C(=0)-0-, -C(=0)- Ra-, alquenilo, y opcionalmente dicha cadena está sustituida por grupos hidroxilo, alcoxi, - RaRb y alquenilo,
donde Ra y Rb se seleccionan de forma independiente de entre el grupo consistente en hidrógeno, alquilo, alquenilo, arilo y heteroarilo.
En una realización particular, la cadena lateral (L) se selecciona de entre
Figure imgf000010_0001
L4
donde R4, R5 y R6 se seleccionan independientemente de entre hidrógeno, hidroxilo, alcoxi, - RaRb, al qui l o C 1-C4 opcionalmente sustituido y alquenilo C2-C4 opcionalmente sustituido,
n, m y p se seleccionan independientemente de entre 0, 1, 2, 3, 4, y 5,
X se selecciona de entre CH2, O y S,
W se selecciona de entre C(=0), alquilo C1-C4 opcionalmente sustituido, y CH2(OH), Ra y Rb son como se han definido anteriormente.
En una realización particular L es
Figure imgf000011_0001
En una realización particular, el sistema anteriormente descrito comprende goma de silicona unida a moléculas de ergosterol mediante enlaces éter a través de cadenas laterales de estructura L5.
En una realización particular el sistema es
Figure imgf000011_0002
En una realización particular, el ergosterol en un sistema de la invención asocia ingredientes activos antifúngicos seleccionados entre polienos, azoles y alilaminas, y sus combinaciones.
Dichos ingredientes activos antifúngicos no se liberan con el tiempo en condiciones de almacenamiento o de uso, excepto cuando está en presencia de hongos, o no se liberan en cantidades significativas y en general la cantidad liberada en un medio acuoso en ausencia de hongos será inferior al 40%, y con los sistemas más optimizados será inferior al 20%.
Solamente cuando los sistemas de la invención están en presencia de hongos se inicia la cesión del antifúngico por un mecanismo de desplazamiento competitivo, separándose el fármaco del ergosterol inmovilizado en la superficie del dispositivo para unirse a la pared del hongo. Debido a este mecanismo de cesión por afinidad al hongo, el compuesto antifúngico se libera de manera controlada en función de la necesidad, concentración y/o tiempo de presencia de hongos, y actúa como antifúngico al interaccionar con el hongo. Incluso en presencia de ergosterol en el medio, la cesión transcurre de forma sostenida durante varios días, lo que puede proporcionar un doble beneficio: proteger la superficie del sistema de la invención de la colonización por hongos y evitar la formación de biofilm, y proteger al ser humano, al alimento, al ser vivo o al entorno del sistema de la invención frente a infecciones fúngicas.
En una realización particular, los polienos se seleccionan entre nistatina, natamicina y anfotericina, y sus combinaciones. En otra realización particular, los azoles se seleccionan entre miconazoí, cíotrimazol , fluconazol, itraconazol, ketoconazol, voriconazol, ravuconazol, posaconazoi, y sus combinaciones. En otra realización particular, las alilaminas se seleccionan entre terbinafina y naftifina, y sus combinaciones.
En una realización particular, el sistema anteriormente descrito asocia nistatina o natamicina.
Los sistemas de la invención son capaces de asociar ingredientes activos antifúngicos en una cantidad y/o densidad más elevada que otros sistemas conocidos en el estado de la técnica.
En una realización particular, los ingredientes activos antifúngicos se incorporan en una cantidad de entre 0.1 y 30 mg/g para films de 1 mm de espesor y densidad 1 Kg/L. En una realización más particular los ingredientes activos antifúngicos se incorporan en una cantidad de entre 0.3 y 10 mg/g para films de 1 mm de espesor y densidad 1 Kg/L.
En una realización particular, los ingredientes activos antifúngicos se incorporan en una cantidad de entre 0.1 y 30 mg/cm2. En una realización más particular, los ingredientes activos antifúngicos se incorporan en una cantidad de entre 0.3 y 10 mg/cm2.
En una realización particular, la cantidad o densidad de ergosterol en los sistemas de la invención está entre 1 y 200 mg/g para films de 1 mm de espesor y densidad 1 Kg/L. En una realización más particular, la cantidad o densidad de ergosterol en los sistemas de la invención está entre 2 y 100 mg/g para films de 1 mm de espesor y densidad 1 Kg/L. En una realización particular, la cantidad o densidad de ergosterol en los sistemas de la invención está entre 1 y 200 mg/cm2. En una realización más particular, la cantidad o densidad de ergosterol en los sistemas de la invención está entre 2 y 100 mg/cm2 para films de 1 mm de espesor y densidad 1 Kg/L. Preparación de los sistemas de la invención
Los sistemas de la presente invención se pueden preparar siguiendo una secuencia especial de reacciones empleando condiciones conocidas en el estado de la técnica. Así por ejemplo, en un aspecto adicional, la invención se refiere a un procedimiento para la preparación de los sistemas anteriormente descritos que comprende la reacción entre ergosterol, como se ha descrito anteriormente, y un sustrato funcionalizado.
Las condiciones experimentales de dicha reacción dependerán del grupo R del ergosterol y del grupo funcional reactivo sobre el sustrato funcionalizado según se ha descrito anteriormente. En general son reacciones comúnmente empleadas por el experto en la materia y ampliamente aplicadas en el estado de la técnica.
Para los propósitos de la invención, se entiende por "sustrato funcionalizado" aquel sustrato que contiene en su estructura grupos funcionales reactivos, por ejemplo electrófilos o nucleófilos. En una realización particular, los grupos funcionales reactivos presentes en el sustrato funcionalizado se seleccionan de entre -OR1, - RaRb, -alquenilo, - acrilato, -halógeno, -C(=0)-halógeno, -epóxido, -CN, -0-C(=0)-OR2 y -Z(=0)-OR2, donde Z se selecciona entre carbono, -S(=0) y -P-OH,
donde R1, se selecciona de entre hidrógeno, alquilo, alquenilo, alquinilo, alquilsulfonilo arilsulfonilo, sililo, arilalquilo,
R2 se selecciona de entre hidrógeno, alquilo, alquenilo, arilalquilo, arilo,
y donde Ra y Rb son como se han definido anteriormente.
En una realización particular, los grupos funcionales del sustrato funcionalizado están unidos al sustrato mediante una cadena lateral, como se ha definido anteriormente. En una realización particular, las cadenas laterales unidas a los grupos funcionales están en la superficie del sustrato.
Cuando el grupo R del ergosterol de fórmula I es un grupo hidroxilo, éste puede reaccionar con un grupo electrófilo presente en el sustrato funcionalizado. El experto en la materia conoce ampliamente las condiciones de reacción, que pueden ser llevadas a cabo en medio ácido, básico o neutro, preferiblemente en medio ácido o básico. Así, en una realización particular, el procedimiento comprende la reacción entre el ergosterol de fórmula I, como se ha definido anteriormente, donde R es un grupo hidroxilo, y un grupo electrófilo presente en el sustrato funcionalizado. En una realización particular, el grupo electrófilo presente en el sustrato funcionalizado se selecciona de entre epóxido, -C(=0)- halógeno, -Z(=0)-OR2, donde Z y R2 son como se han definido anteriormente. En otra realización particular, el procedimiento comprende la reacción entre el ergosterol de fórmula I, como se ha definido anteriormente, donde R es un grupo hidroxilo, y un buen grupo saliente presente en el sustrato funcionalizado. En una realización particular, el grupo electrófilo y el buen grupo saliente se unen al sustrato mediante una cadena lateral. En una realización más particular, la cadena lateral se selecciona de entre las cadenas laterales de fórmula Ll, L2, L3, L4 o L5. En una realización particular, el sustrato se selecciona de entre goma de silicona, polietileno, polipropileno, hidrogeles de silicona y hidrogeles acrílicos y/o metacrílicos. En una realización particular, la reacción se lleva a cabo en medio ácido.
Alternativamente, el grupo R del ergosterol de fórmula I puede ser un buen grupo saliente, por ejemplo el grupo hidroxilo puede haberse transformado en un buen grupo saliente como se describe en Greene, T. W.; Wuts, P. G. M. "Protective Groups in Organic Synthesis", 3 ' Ed . , Wiley-Interscience, New York, 1999, y serán grupos nucleófilos presentes en el sustrato los que desplacen el grupo saliente del ergosterol. En una realización particular, el procedimiento comprende la reacción entre el ergosterol de fórmula I, como se ha definido anteriormente, donde R es un buen grupo saliente, y un grupo nucleófilo presente en el sustrato funcionalizado. En una realización particular, el grupo saliente se selecciona entre sililo-O-, arilsulfonilo y alquilsulfonilo. En una realización particular, el grupo nucleófilo del sustrato se selecciona de entre -OH, - NRaRb, donde Ra y Rb son como se han definido anteriormente.
Alternativamente, el grupo R del ergosterol de fórmula I puede ser grupo alqueno-O- o acrilato y pueden reaccionar con grupos alqueno presentes en el sustrato funcionalizado mediante una reacción de acoplamiento. La reacción de acoplamiento puede ser tipo Heck, Suzuki o Stille, ampliamente conocidas por el experto en la materia (ver por ejemplo F. A. Carey, RJ. Sundberg, Advanced Organic Chemistry, 3a ed., pp. 461-466; Palladium-Catalyzed Coupling Reactions, Wiley-VCH, 2013, pp. 4-10).
En una realización particular, el procedimiento comprende una etapa previa de transformación del grupo hidroxilo del ergosterol en otro derivado de fórmula I. Dicha transformación del grupo hidroxilo se puede llevar a cabo mediante reacciones conocidas por el experto en la materia, como por ejemplo las transformaciones químicas que se recogen en Larock, R.C., Comprehensive Organic Transformations, 2nd ed., Wiley-VCH, NY, 1999, pp. 689-697 y Smith, M.B., y March, J. Advanced Organic Chemistry Reactions, Mechanisms and Structure. 6th ed., Wiley-Interscience, 2007, pp. 532-538.
Cuando el sustrato no contiene grupos funcionales reactivos es posible funcionalizado y así obtener un sustrato funcionalizado como los descritos anteriormente. Así, en una realización particular, el procedimiento comprende una etapa previa de funcionalización de un sustrato en presencia de una molécula con grupos funcionales.
Los sustratos funcionalizados son conocidos por el experto en la materia ya que hay una amplia bibliografía que los describe, así como también se pueden funcionalizar mediante métodos conocidos por el experto en la materia en presencia de moléculas que poseen grupos funcionales.
Son métodos de funcionalización conocidos, por ejemplo, el método de pre-irradiación oxidativa con rayos-gamma, conocido por el experto en la materia ya que existe una amplia bibliografía sobre este método y fue aplicado a diferentes superficies con éxito, como por ejemplo, a polipropileno y polietileno en presencia de glicidilmetacrilato para obtener los polímeros de polietileno y polipropileno funcionalizados con grupos glicidilo en Acta Biomaterialia, 2010, 6, 1398-1404; a algodón en presencia de glicidilmetacrilato para algodón funcionalizado con grupos glicidilo (Takács, E., Wojnárovits, L., Horváth E-K., Fekete T., Borsa J. Improvement of pesticide adsorption capacity of cellulose fibre by high-energy irradiation-initiated grafting of glycidyl methacrylate. Radial Phys. Chem. 2012, 81, 1389-1392; Cellulose, 2012, 19, 2165-2177; Radiation Physics and Chemistry, 2011, 80, 1358-1362); el método de polimerización por plasma, conocido por el experto en la materia ya que existe una amplia bibliografía sobre este método, como por ejemplo se aplicó en J. Phys. Chem. B, 2006, 110, 17161-17166, donde se describe la funcionalización de superficies de polidimetilsiloxano en presencia de glicidilmetacrilato para obtener una silicona funcionalizada con grupos glicidilo; y también aplicado en Volcker, N., Klee, D., Hocker, H., Langefeld S., Functionalization of silicone rubber for the covalent immobilization of fibronectin. J. Mater. Sci. Mater. Med. 2001, 12, 111-119; el método de reacción radicalaria, conocido por el experto en la materia ya que existe una amplia bibliografía sobre este método, como por ejemplo, en J. Appl. Polym. Sci., 2006, 102, 2254-2263, donde se describe la funcionalización de polivinilpirrolidona, polietileno y polipropileno mediante una reacción radicalaria iniciada por benzofenona y en presencia de ácido acrílico de manera que se obtienen esos polímeros funcionalizados con un grupo carboxílico. Una revisión de funcionalización de sustratos se puede consultar en Topics in Current Chemistry, 1999, 200, 95-112 y en Material Science and Engineering, 2010, 7 0 , 2 7 5-302. Hidrogeles de silicona funcionalizados se describen en WO2012016096. Hidrogeles funcionalizados constituidos por monómeros acrílicos se describen en la solicitud de patente WO2010018293 Al (página 4, líneas 22-29; página 6, líneas 23-27; y ejemplo 1).
Mediante estas referencias bibliográficas se incorporan a esta solicitud de patente los métodos descritos, las moléculas empleadas para funcionalizar los sustratos y también los polímeros funcionalizados obtenidos en dichos documentos.
Las moléculas con grupos funcionales que se emplean para funcionalizar los sustratos son de diferente naturaleza, y para los propósitos de la invención comprenden los siguientes grupos funcionales -OR1, - RaRb, -alquenilo, -acrilato, -halógeno, -C(=0)-halógeno, - epóxido, -CN, -0-C(=0)-OR2 y -Z(=0)-OR2, donde Z se selecciona entre carbono, - S(=0) y -P-OH, y donde R1, Ra, Rb, R2 y Z son como se han definido anteriormente.
En una realización particular, las moléculas con grupos funcionales se seleccionan de entre G-L-OR1, G-L- RaRb, G-L-alquenilo, G-L-acrilato, G-L-halógeno, G-L-C(=0)- halógeno, G-L-epóxido, G-L-CN y G-L-Z(=0)-OR2, donde G se selecciona de entre epóxido, OR1, alquinilo, -Z(=0)-OR2, aldehido, anhídrido, acriloílo, acrilamida, uretano, -CN, halógeno, NRaRb, carboxamida y sulfhidrilo, y donde R1, R2, Ra, Rb, Z y L son como se han definido anteriormente.
En una realización particular, las moléculas con grupos funcionales que se emplean en el procedimiento de funcionalización de sustratos se seleccionan de entre l-(acriloiloxi)-3- (metacriloloxi)-2-Propanol, 2-(N,N-dietilamino)etil metacrilato, 2-(N,N-dimetilamino)etil acrlato, 2-(N,N-dimetilamino)etil metacrilato, 2-(tert-butilamino)etil metacrilato, hidrocloruro de 2-aminoetil metacrilato, 2-diisopropilaminoetil metacrilato, dialilamina, cloruro de dialildimetilamonio, metacriloil-L-Lisina, hidrocloruro de N-(2-aminoetil) metacrilamida, hidrocloruro de N-(3-aminopropil)metacrilamida, N-(t-BOC- aminopropil)metacrilamida, N-[2-(N,N-dimetilamino)etil]metacrilamida, N-[3-(N,N- dimetilamino)propil]acrilamida, N-[3-(N,N-dimetilamino)propil]metacrilamida.
En una realización particular, las moléculas con grupos funcionales que se emplean en el procedimiento de funcionalización de sustratos se seleccionan de entre acrilato sódico y metacrilato sódico.
En una realización particular, las moléculas con grupos funcionales que se emplean en el procedimiento de funcionalización de sustratos se seleccionan de entre alilglicidil éter, 1,4-butanediol diglicidil éter, butil gli cidil éter, 4-tert-butilfenil glicidil éter, 1 ,4- cicl ohexanedim etanol di gl i ci dil éter, 1 , 2 , 7 , 8-diepoxioctano, diglicidil 1,2- ciclohexanodicarboxilato, N,N-diglicidil-4-glicidiloxianilina, 3,4-epoxi-l-buteno, furfuril glicidil eter, glicidil 4-metoxifenil eter, 4,4'-metilen-bis(N,N-diglicidilanilina), neopentil glicol diglicidil eter, resorcinol diglicidil eter, tris(2,3-epoxipropil) isocianurate, tris(4- hidroxifenil)metano triglicidil eter, glicidil metacrilato, glicidil cinnamato, y glicidil acrilato.
En una realización particular, el procedimiento como se ha descrito anteriormente comprende además una etapa previa de funcionalización del sustrato mediante el método de pre-irradi ación oxidativa empleando radiación gamma.
En una realización particular, el procedimiento como se ha descrito anteriormente comprende además una etapa en la que se pone en contacto el sistema según se ha descrito anteriormente y una disolución que comprende un ingrediente activo antifúngico.
Dicha etapa de puesta en contacto puede llevarse a cabo en diferentes condiciones adaptadas al ingrediente que se pretenda incorporar al sistema. En una realización particular, la puesta en contacto se lleva a cabo entre 10 y 40°C, preferiblemente entre 25 y 30°C. En una realización particular, la puesta en contacto se lleva a cabo entre 5 horas y 20 días, preferiblemente entre 1 día y 15 días.
En una realización particular el procedimiento para la preparación de los sistemas como se han descrito anteriormente comprende
a) funcionalizar un sustrato con una molécula con grupos funcionales reactivos, b) hacer reaccionar los grupos funcionales de dicho sustrato con ergosterol, c) opcionalmente poner en contacto el sistema obtenido en la etapa b) con una disolución de un ingrediente activo antifúngico.
En una realización particular, el sustrato es una goma de silicona. En una realización particular el sustrato se funcionaliza mediante el método de pre-irradiación oxidativa empleando radiación gamma. En una realización particular, la molécula con grupos funcionales reactivos es glicidil metacrilato. En una realización particular el grupo R del ergosterol es un hidroxilo. En una realización particular la reacción de la etapa b) tiene lugar en condiciones ácidas.
En un aspecto adicional, la invención se dirige a los sistemas obtenibles mediante un procedimiento como se ha descrito anteriormente. En otro aspecto la invención se dirige al uso de un sistema como se ha descrito anteriormente, como sistema de liberación de ingredientes activos antifúngicos.
Los sistemas de la invención pueden constituir materiales útiles en medicina. Así, en otro aspecto la invención se dirige a un dispositivo médico que comprende un sistema como se ha descrito anteriormente. En una realización particular el dispositivo médico se selecciona entre catéteres, films, sondas, stents, implantes, injertos vasculares, apositos, vendas, lentes de contacto y lentes intraoculares.
En una realización particular, la invención se refiere al uso de un film como se ha descrito anteriormente como recubrimiento de superficies.
En una realización particular, la invención se refiere al uso de un sistema como se ha descrito anteriormente, como superficie de trabajo.
Los sistemas de la invención también son adecuados como embalajes o envoltorios. Así en una realización particular, la invención se refiere al uso de un sistema como se ha descrito anteriormente como embalaje de dispositivos médicos, envoltorio o recubrimiento de dispositivos médicos, y como material de acondicionamiento de sistemas de liberación.
También estos sistemas son útiles en la industria alimentaria y nutricional, para prevenir la colonización por hongos de los alimentos. En una realización particular, la invención se refiere al uso de un sistema como se ha descrito anteriormente, como recubrimiento de alimentos, envases de alimentos o complementos nutricionales.
En otra realización particular, la invención se refiere al uso de un sistema como se ha descrito anteriormente, como cosmético o recubrimiento de cosméticos. A continuación se ilustra la invención con algunos ejemplos, aunque éstos no deben de interpretarse como una limitación de la misma.
Ejemplos
Ejemplo 1. Modificación de la goma de silicona
Injerto de glicidil metacrilato GMA. Láminas de goma de silicona (SR) (lx5cm) se irradiaron con radiación gamma de una fuente de 60Co (GammaBeam 651 PT from Nordion Co., Canadá) en presencia de aire, a una dosis de 20 kGy y a una velocidad de dosis de 13.5 kGy h"1. Las láminas preirradiadas de SR se colocaron en ampollas de vidrio conteniendo disolución de GMA en metanol (8 mL) a distintas concentraciones. Las ampollas se desoxigenaron en una línea de vacio aplicando ciclos de congelación- descongelación durante una hora, se sellaron y se llevaron a un baño a 60°C donde se mantuvieron durante distintos periodos de tiempo. Las láminas injertadas se lavaron con diclorometano (8 h) a temperatura ambiente y se mantuvieron a reflujo durante 24 h para eliminar el homopolímero no injertado y el monómero residual. Finalmente, las láminas injertadas (SR-g-GMA) se secaron a vacio y se mantuvieron a 60°C hasta peso constante. El rendimiento de injerto se calculó aplicando la ecuación:
% grafiing - ^¡¡^xlW Eq. (1) en la que Wo y W representan los pesos inicial y final de la lamina de SR, respectivamente.
Inmovilización de ergosterol. Las láminas de SR-g-GMA (10-20 % de injerto) se sumergieron en dioxano o THF durante dos horas y a continuación se incorporó una cantidad de ergosterol equimolar con el contenido en GMA injertado en la lámina. El balón de reacción se desoxigenó con argón y, a continuación, se incorporó BF3-Et02 (5% mol). La mezcla se agitó durante 24 h a temperatura de reflujo cuando el disolvente fue TFIF y a 70°C cuando se utilizó dioxano. Inmediatamente después, las láminas se extrajeron del medio de reacción y se lavaron con tolueno para retirar el ergosterol no reaccionante. Las láminas se secaron a vacio y a continuación en un horno a 60°C hasta peso constante. La cantidad de ergosterol unido covalentemente a la lámina de SR-g- GMA se calculó como sigue:
YE - n - - iO Eq. (2)
En esta expresión, Wg y We representan la masa de la lamina antes y después de unir covalentemente el ergosterol y Me el peso molecular del ergosterol.
El método implica dos pasos clave: primero el sustrato (SR) se irradia en presencia de aire para generar alquilperóxidos e hidroxiperóxidos sobre la superficie y/o en la matriz del sustrato. A continuación, el polímero pre-irradiado se pone en contacto con el monómero en ausencia de oxígeno y se calienta a 60°C para provocar la descomposición de los alquilperóxidos e hidroxiperóxidos y generar radicales libres que reaccionan con el GMA provocando el crecimiento de las cadenas de GMA sobre la superficie del sustrato. Una vez que se ha obtenido SR-g-GMA, los grupos epóxido del GMA reaccionan con el ergosterol a través de una reacción de sustitución nucleófila. La reacción se cataliza con BF3-Et20 que se coordina con el oxígeno del grupo epóxido y permite la apertura del anillo epóxido por el ergosterol. En esta reacción, el disolvente juega un papel importante en el hinchamiento de la lámina de SR-g-GMA y en la difusión del ergosterol en su interior. De los dos disolventes ensayados, dioxano y THF, el mayor rendimiento de inmovilización de ergosterol se alcanzó con THF.
Los contenidos de GMA y ergosterol en las láminas se recogen en la Tabla 1.
Rendimiento de Cantidad de ergosterol Cantidad de ergosterol
Código
injerto de GMA (%) inmovilizada (mg/g) inmovilizada (mg/cm2)
Silicona 0 0 0
TAS 113 18.44 15.2 8.5
TAS 146 20.76 3.9 2.2
TAS 135 15.05 92.2 51.8
TAS 156 20.96 0 0
TAS 158 15.93 116.8 65.6
TAS 159 14.91 110.4 62.0
TAS 160 16.7 104.3 58.6
TAS 177 17.33 85.4 48.0
TAS 187 17.58 20.4 11.5
TAS 188 10.23 45.2 25.4
TAS 197 10.47 44.4 24.9
TAS 198 10.28 14 7.9
TAS 202 9.28 11.2 6.3
TAS 203 14.94 74.7 42.0
TAS 206 14.02% 73.5 41.3
TAS 209 13.53 70.3 39.5
TAS 210 17.8 86.3 48.5
TAS 213 13.44 67.5 37.9 TAS 217 16.39 100.5 56.5
TAS 219 13.63 69.5 39.0
TAS 251 9.73 53.4 30.0
TAS 252 11.5 15.75 8.8
TAS 253 16.52 100.8 56.6
TAS 277 15.22 0 0
TAS 285 9.54 0 0
TAS 287 16.7 0 0
TAS 288 14.25 0 0
Tabla 1. Códigos de las láminas de goma de silicona (SR) y su contenido en GMA y ergosterol. La cantidad de ergosterol inmovilizado se refiere al peso total de la lámina o a su superficie.
El injerto de GMA y la inmovilización de ergosterol se confirmaron por análisis de espectroscopia de infrarrojo con transformada de Fourier (FT-IR) en un equipo Perkin- Elmer Spectrum 100 (Perkin Elmer Cetus Instruments, Norwalk, CT). Las bandas típicas de SR aparecieron a 3000 cm"1 (Si-OH), 1259 cm"1 (-Si-CH3) y 994 cm"1 (Si-O). El espectro de SR-g-GMA mostró señales a 1727 cm"1 (C=0) y a 1123 cm"1 (-C-O-O) debido al grupo éster y a 907 cm"1 correspondiente al anillo epóxido. Tras la inmovilización del ergosterol aparecieron nuevas señales a 2961 cm"1 y 2864 cm"1 debido a las vibraciones simétrica y asimétrica del enlace -C-H del grupo CH3. Estas dos señales, características del ergosterol, confirman su anclaje a las láminas.
Los análisis de termogravimetria (TGA Q50, TA Instruments, New Castle, DE) llevados a cabo a una velocidad de calentamiento de 5°C min"1 desde 25°C a 800°C, bajo atmósfera de nitrógeno, mostraron una única caída en el peso de las láminas de SR a una temperatura superior de 500°C por la degradación de la matriz. Los termogramas de SR- g-GMA mostraron dos pérdidas de peso: una a 322°C por descomposición térmica de las cadenas de poliGMA injertadas, y otra a 546°C por descomposición de SR. Las láminas con ergosterol inmovilizado mostraron tres pérdidas de peso: a 277°C por degradación de ergosterol, a 389°C por descomposición de poliGMA y a 570°C por descomposición de SR. En cuanto a la textura y al aspecto de las láminas, el injerto de GMA dio lugar a la aparición de pequeños puntos blanquecinos. La inmovilización de ergosterol se visualizó por el progresivo incremento de la fluorescencia de las láminas que se observó bajo exposición a radiación ultravioleta de 366 nm (Coutinho A, Silva L, Fedorov A, Prieto M. Colesterol and ergosterol influence nystatin surface aggregation: relation to pore formation. Biophys J. 2004 Nov; 87(5):3264-76). La fluorescencia homogénea de las laminas de SR indica que el ergosterol se encuentra homogéneamente distribuido. Las imágenes de SEM (EVO LSI 5 microscope, Zeiss, Oberkochen, Germany) de SR-g-GMA con y sin ergosterol inmovilizado confirmó el recubrimiento homogéneo de la superficie de las láminas de SR (Figura 1).
Ejemplo 2. Incorporación de natamicina, nistatina y miconazol. Láminas de SR-g- GMA (1x1.25x0.1 cm, 0.13-0.17 g) con ergosterol inmovilizado en distintas proporciones se sumergieron en disoluciones de natamicina (25 mg/1, 10 mi), nistatina (20 mg/1, 10 mi) o miconazol (7 mg/1, 10 mi). Como control se utilizaron laminas de SR y SR-g-GMA. A tiempos prestablecidos, se cuantificó la cantidad de natamicina, nistatina o miconazol remanente en el medio a partir de medidas de absorbancia a 319 nm, 321 nm o 230 nm, respectivamente (Agilent 8453, Germany). La cantidad de fármaco cargado se estimó a partir de la diferencia de concentraciones inicial y final en las disoluciones de carga (Figura 2A, 2B y 2C). Las cantidades medias de antifúngico incorporado se recogen en las Tablas 2, 3 y 4.
Tabla 2. Cantidades medias (mg/g) de natamicina incorporadas.
Tiempo TAS TAS TAS TAS
Días silicona 156 159 188 219 TAS 253 TAS 285
0.041 0.0027 0.0008 0.0166 0.0079 0.0141 0.0188 0.0014
0.083 0.0031 0.0021 0.0128 0.0077 0.0158 0.0214 0.0009
0.167 0.0042 0.0020 0.0186 0.0179 0.0179 0.0223 0.0022
0.208 0.0042 0.0019 0.0240 0.0227 0.0231 0.0235 0.0020
0.250 0.0044 0.0021 0.0219 0.0209 0.0195 0.0197 0.0045
0.041 0.0027 0.0008 0.0166 0.0079 0.0141 0.0188 0.0014
0.083 0.0031 0.0021 0.0128 0.0077 0.0158 0.0214 0.0009
0.167 0.0042 0.0020 0.0186 0.0179 0.0179 0.0223 0.0022
0.208 0.0042 0.0019 0.0240 0.0227 0.0231 0.0235 0.0020 0.250 0.0044 0.0021 0.0219 0.0209 0.0195 0.0197 0.0045
0.292 0.0044 0.0030 0.0233 0.0254 0.0260 0.0255 0.0048
1.000 0.0043 0.0064 0.0386 0.0326 0.0331 0.0381 0.0071
1.330 0.0044 0.0076 0.0410 0.0351 0.0439 0.0408 0.0072
2.000 0.0048 0.0099 0.0457 0.0366 0.0459 0.0555 0.0112
2.330 0.0042 0.0100 0.0459 0.0372 0.0449 0.0564 0.0101
5.000 0.0946 0.1081 0.1588 0.1335 0.1430 0.1885 0.0988
7.000 0.0966 0.1068 0.1746 0.1403 0.1576 0.2238 0.0995
8.000 0.0995 0.1072 0.1792 0.1438 0.1601 0.2302 0.1000
10.000 0.1040 0.1081 0.2005 0.1581 0.1802 0.2751 0.1101
12.000 0.1042 0.1138 0.2140 0.1631 0.1841 0.2913 0.1148
14.000 0.1263 0.1227 0.2203 0.1641 0.1942 0.3473 0.1180
15.000 0.1248 0.1264 0.2226 0.1637 0.1928 0.3596 0.1184
19.000 0.1316 0.1252 0.2745 0.1707 0.1986 0.3604 0.1228
21.000 0.1405 0.1380 0.2956 0.1990 0.2225 0.4236 0.1405
23.000 0.1568 0.1464 0.3273 0.2124 0.2231 0.4381 0.1353
28.000 0.1669 0.1567 0.3649 0.2326 0.2473 0.4968 0.1698
Tabla 3. Cantidades medias (mg/g) de miconazol incorporadas.
Tiempo Silicona TAS 113 TAS 203 TAS 217 TAS 251 TAS 287
0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000
0.0410 0.0573 0.0381 0.0660 0.0551 0.1008 0.0401
0.0830 0.0838 0.0707 0.1073 0.0922 0.1633 0.0867
0.1670 0.1294 0.1164 0.1625 0.1425 0.2173 0.1416
0.2080 0.1524 0.1318 0.1812 0.1528 0.2233 0.1614
0.2500 0.1614 0.1456 0.1967 0.1683 0.2418 0.1848
0.2920 0.1595 0.1438 0.1968 0.1669 0.2338 0.1820
1.0000 0.2615 0.2632 0.3039 0.2879 0.3239 0.2793
1.3300 0.2752 0.2864 0.3190 0.3022 0.3287 0.2895
2.0000 0.3475 0.3634 0.4107 0.3870 0.4157 0.3817
3.0000 0.3736 0.3933 0.4296 0.4126 0.4021 0.4007
4.0000 0.3936 0.4177 0.4495 0.4345 0.4260 0.4230
7.0000 0.4168 0.4389 0.4722 0.4561 0.4354 0.4345
8.0000 0.4123 0.4343 0.4724 0.4525 0.4381 0.4405
9.0000 0.4253 0.4404 0.4734 0.4582 0.4239 0.4481
10.0000 0.4068 0.4348 0.4739 0.4597 0.4384 0.4541
11.0000 0.4170 0.4389 0.4694 0.4620 0.4340 0.4668
14.0000 0.4250 0.4446 0.4701 0.4639 0.4398 0.4700
15.0000 0.4460 0.4465 0.4656 0.4681 0.4357 0.4679
Tabla 4. Cantidades medias (mg/g) de nistatina incorporadas.
Figure imgf000025_0001
Las laminas de SR sin modificar y de SR-g-GMA presentaron una capacidad muy limitada para incorporar cualquiera de los tres fármacos. En cambio, la inmovilización de ergosterol sobre SR-g-GMA incrementó notablemente la carga de natamicina y de nistatina. La incorporación de estos dos fármacos resultó ser dependiente de la cantidad de ergosterol previamente inmovilizado. Por el contrario, el miconazol se incorporó de manera similar a las láminas preparadas sin y con ergosterol. La diana principal de los azoles, tales como miconazol o ketoconazol, es la heme proteína que co-cataliza la demetilación del lanosterol durante la síntesis del ergosterol (M A. Gannoum, L. B. Rice. Antifungal agents: Mode of action, Mechanism of resistance and correlation of these mechanisms with bacterial resistance. Clin. Microbiol. Rev. 1999, 12, 501-516). Por lo tanto, a diferencia de los polienos (por ejemplo, natamicina, nistatina, y amfotericina B), la interacción de los azoles con ergosterol es sólo de tipo inespecífico a través de interacciones hidrofóbicas que se pueden establecer en medio acuoso. En consecuencia, la carga de miconazol fue baja e independiente de la cantidad de ergosterol inmovilizado en las láminas.
Ejemplo 3. Cesión de natamicina, nistatina y miconazol. Láminas cargadas con fármaco se extrajeron de las disoluciones de carga, se lavaron con agua, se secaron y se transfirieron individualmente a viales con 5 mi de medio de cesión. Se usaron tres medios diferentes: agua, tampón HEPES 10 mM-NaCl 100 mM pH 7, y una dispersión coloidal de liposomas (l,2-dioleil-sn-glicerol-3-fosfocolina 0.5 mM, ergosterol 0.125 mM) en el tampón HEPES. A tiempos predeterminados, se midió la absorbancia de la disolución a 3 19 nm, 321 nm o 230 nm para natamicina, nistatina y miconazol, respectivamente (Agilent 8453, Germany) y se estimó el porcentaje de fármaco cedido.
Los liposomas se prepararon a partir de una disolución de l ,2-dioleil-sn-glicerol-3- fosfocolina (63 mg) y ergosterol (7.9 mg) en cloroformo (3 mi) aplicando un procedimiento similar al descrito por te Welscher YM, ten Napel HH, Balagué MM, Souza CM, Riezman H, de Kruijff B, Breukink E. Natamycin blocks fungal growth by binging specifically to ergosterol without permeabilizing the membrane. The Journal of Biológica! Chemistry. 2008, 293, 6393-6401. El disolvente se evaporó bajo flujo de nitrógeno y el residuo se desecó a vacio. El film lipídico formado se hidrató con HEPES 10 mM-NaCl 100 mM pH 7 (10 mL, 50°C) y se agitó en vortex hasta la total disolución de los lípidos. La dispersión de liposomas (8 mM l,2-dioleil-sn-glicerol-3-fosfocolina y 2 mM ergosterol) se sometió a 8 ciclos de congelación (nitrógeno líquido) y descongelación (50°C) y finalmente se pasó a través de filtros membrana de policarbonato (0.2 μιη, Whatman International). La dispersión coloidal de liposomas se mantuvo a 4°C hasta su uso. Su radio hidrodinámico determinado por DLS fue de 160.3 nm.
Por lo tanto, la cesión se llevó a cabo en tampón HEPES y en dispersión coloidal de liposomas que imitan la membrana de los hongos, lo que permite simular un ambiente contaminado por hongos (Coutinho A, Silva L, Fedorov A, Prieto M. Cholesterol and ergosterol influence nystatin surface aggregation: relation to pore formation. Biophys J. 2004, 87(5), 3264-76). El medio de cesión se reemplazó diariamente para evitar cambios en la cinética de cesión e interferencias en la quantificación UV del fármaco cedido causadas por la desestabilización/agregación de los liposomas que se produce cuando interaccionan con el fármaco (Coutinho A, Silva L, Fedorov A, Prieto M. Cholesterol and ergosterol influence nystatin surface aggregation: relation to pore formation. Biophys J. 2004, 87(5), 3264-76).
En medio tampón HEPES sin liposomas, las laminas de SR y SR-g-GMA cedieron lentamente el fármaco previamente incorporado (ca. 30% cedido a día 7), mientras que las láminas con ergosterol inmovilizado retuvieron eficazmente el fármaco (<10% cedido a día 14). En cambio, en medio HEPES con liposomas que imitan la contaminación por hongos, la velocidad de cesión se incrementó notablemente (ca. 100% cedido a día 14), lo que indica un desplazamiento competitivo del fármaco desde el ergosterol inmovilizado en la lámina hacia los liposomas conteniendo ergosterol (Figura 3A, 3B, 3C y 3D).
Tabla 5. Porcentajes de natamicina cedida en tampón HEPES pH 7.4 sin liposomas de ergosterol (valores medios, n=3).
Tiempo TAS TAS TAS TAS TAS TAS
(días) Silicona 156 159 188 219 253 285
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.04 0.00 2.70 0.00 0.67 0.18 0.00 0.39
0.08 0.97 5.54 0.00 1.26 0.11 0.00 0.18
0.13 1.50 6.97 0.16 0.75 0.93 0.09 0.99
0.21 1.50 6.97 0.16 0.84 0.93 0.01 0.99
0.25 1.73 6.45 0.39 0.28 1.35 0.06 1.36
0.29 1.84 6.51 1.02 0.82 1.44 0.08 0.28
1.00 10.24 11.93 2.88 5.68 4.35 1.63 4.58
1.33 9.29 15.95 3.22 6.23 4.65 2.00 4.92
2.00 13.27 23.25 4.79 8.85 6.41 2.96 8.36
2.33 20.26 28.38 5.68 9.31 6.71 3.30 9.47
3.00 19.76 28.75 6.94 11.62 7.39 3.56 10.53
3.33 20.89 30.75 6.95 12.16 8.11 3.59 12.83
4.00 24.44 35.22 8.99 13.58 10.01 4.67 14.84
4.30 27.17 34.34 9.15 13.71 10.28 4.78 16.79
5.00 30.42 42.81 9.75 14.12 10.39 5.14 19.74 6.00 31.77 44.88 10.48 14.82 10.49 5.29 22.22
7.00 35.10 46.59 10.58 15.30 10.67 5.49 25.18
8.00 37.47 48.05 10.95 15.50 10.91 5.95 28.47
9.00 38.15 48.66 11.14 15.91 11.76 6.21 30.66
10.00 41.99 49.43 11.40 16.96 12.32 6.34 32.57
11.00 44.56 51.30 11.80 17.95 12.51 6.39 33.42
12.00 45.21 51.48 11.88 18.13 13.37 6.44 33.76
13.00 46.08 53.70 12.40 18.42 14.21 6.67 35.14
14.00 48.28 55.82 13.92 19.19 15.62 6.87 35.66
Tabla 6. Porcentajes de natamicina cedida en tampón HEPES pH 7.4 con liposomas de ergosterol (valores medios, n=3)
Tiempo TAS TAS TAS TAS TAS
(días) Silicona 156 159 188 219 253 TAS 285
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.04 4.09 20.00 3.48 3.52 4.51 1.76 15.81
0.08 9.72 20.71 4.91 4.74 7.17 2.41 14.24
0.13 11.80 19.74 5.09 7.64 7.50 3.84 14.41
0.21 17.93 21.42 5.65 7.90 9.02 3.61 13.01
0.25 18.71 19.07 5.80 8.36 8.96 4.06 12.56
0.29 21.63 21.96 5.80 8.46 10.24 4.10 12.57
1.00 24.73 32.96 7.63 9.52 14.50 5.06 18.84
1.33 25.83 38.03 9.37 11.77 18.50 6.32 22.95
2.00 28.40 39.14 10.91 14.27 20.97 7.06 26.49
2.33 39.10 41.33 11.14 14.78 22.35 7.89 30.53
3.00 43.37 44.45 13.00 17.23 24.74 8.49 31.64
3.33 58.02 50.97 17.52 24.43 29.80 11.47 38.56
4.00 60.50 59.19 19.61 30.27 45.78 18.39 49.99
4.33 65.98 66.31 20.23 38.77 50.19 23.67 63.06
5.00 73.94 71.04 32.60 51.00 60.25 29.27 80.17
6.00 78.87 75.67 38.17 62.44 68.03 35.98 84.94 7.00 82.27 81.37 42.75 74.22 72.74 43.04 90.18
8.00 85.62 88.33 50.60 81.07 79.57 52.61 91.47
9.00 86.52 94.54 58.63 85.77 84.99 57.86 92.77
10.00 88.01 94.94 64.83 86.72 87.75 62.71 94.38
11.00 88.05 95.47 69.40 88.36 89.17 69.20 95.35
12.00 94.69 96.57 74.31 91.58 91.04 75.72 96.70
13.00 97.49 97.05 80.05 94.89 94.63 84.96 96.01
14.00 97.73 98.80 86.58 97.63 98.62 95.15 99.70
Tabla 7. Porcentajes de nistatina cedida en tampón HEPES pH 7.4 sin liposomas de ergosterol (valores medios, n=3).
Tiempo
(días) Silicona TAS 160 TAS 198 TAS 210 TAS 213 TAS 277
0.04 0 0 0 0 0.00 0
0.08 0 0 0 0 0.24 0
0.17 0.03 0 0.25 0 0.22 0.39
0.21 0 0.00 0.27 0 0.61 0.22
0.25 0.08 0 0.42 0 0.43 0.84
0.29 1.86 0.97 1.40 1.00 0.95 2.51
1.00 1.98 0.95 1.44 1.07 1.04 2.46
1.33 2.26 1.20 1.68 1.11 1.20 3.03
2.00 3.47 1.70 1.87 1.52 1.36 4.90
2.33 4.19 2.08 2.52 1.87 1.94 5.74
3.00 5.33 2.37 2.97 2.91 2.74 8.85
3.33 7.83 2.56 4.30 3.87 3.61 10.83
4.00 8.02 2.74 4.52 4.42 3.92 11.77
5.00 9.36 2.88 4.66 4.90 4.28 17.88
6.00 12.05 3.32 5.07 5.25 4.58 19.02
7.00 13.36 3.55 5.33 5.52 4.74 25.62
8.00 19.95 3.62 5.54 5.70 4.95 32.44
9.00 22.70 3.76 5.70 6.27 5.28 40.64 10.00 24.63 4.04 6.01 6.52 5.78 42.99
11.00 26.49 4.23 6.61 6.90 5.96 45.30
12.00 28.33 4.64 7.09 7.19 6.50 46.96
13.00 31.87 4.84 7.53 7.34 6.78 48.23
14.00 36.27 5.14 7.64 7.48 7.19 50.21
Tabla 8. Porcentajes de nistatina cedida en tampón HEPES pH 7.4 con liposomas de ergosterol (valores medios, n=3).
Tiempo
(días) Silicona TAS 160 TAS 198 TAS 210 TAS 213 TAS 277
0.04 11.77 4.36 4.99 2.82 6.83 8.38
0.08 9.47 3.83 4.34 2.20 5.93 6.42
0.17 10.18 4.37 4.55 2.52 6.80 8.68
0.21 9.75 3.76 4.81 2.25 5.98 6.93
0.25 9.04 4.15 4.63 2.83 6.35 7.95
0.29 11.11 4.65 5.39 4.21 7.64 9.52
1.00 14.75 6.54 6.90 5.97 11.07 13.56
1.33 18.27 7.77 8.50 7.85 14.61 16.88
2.00 18.74 13.86 14.22 11.32 18.84 24.09
2.33 23.68 16.85 16.39 13.93 22.79 30.54
3.00 25.44 22.70 21.02 16.36 28.93 43.68
3.33 34.21 27.30 26.98 23.27 36.52 51.45
4.00 36.66 33.55 33.53 25.25 41.03 55.49
5.00 38.53 38.53 38.15 32.93 46.28 59.87
6.00 44.67 42.38 43.26 42.16 54.14 61.27
7.00 63.51 46.49 51.90 48.02 61.38 67.79
8.00 70.89 49.33 58.64 53.03 65.74 74.74
9.00 74.31 53.83 61.03 56.20 68.83 79.90
10.00 84.04 57.56 64.21 61.12 76.13 87.70
11.00 87.68 59.56 69.39 67.23 80.05 91.13 12.00 95.47 67.42 76.54 72.02 88.25 93.32
13.00 99.70 70.87 82.11 80.12 93.29 95.81
14.00 102.32 78.51 90.16 87.77 100.94 99.47
Ejemplo 4. Ensayos microbiológicos. Los ensayos se llevaron a cabo con Candida albicans (ATCC 90028) y Aspergillus fumigatus (ATCC KM 8001) sembrados en agar Mueller Hinton (BBL™, Beckton, Dickinson and Company, Le Pont de Claix, France). Las láminas cargadas con nistatina como se indica en el Ejemplo 2 se cortaron en discos de 5 mm de diámetro y se colocaron en contacto directo con los hongos sembrados en las placas. Se incubó durante 48 h a 35°C y se midieron los halos de inhibición del crecimiento de los hongos. Como controles se utilizaron discos de SR, SR-g-GMA, y SR- g-GMA con ergosterol inmovilizado no cargados con fármaco.
Los controles no mostraron actividad antifúngica y los discos resultaron colonizados por los hongos (Figura 4). Por el contrario, los discos cargados con nistatina dieron lugar a halos de inhibición. Los discos de SR y SR-g-GMA sin ergosterol inmovilizado generaron pequeños halos de inhibición (de mayor diámetro en el caso de Aspergillus fumigatus) atribuibles a una rápida cesión de la nistatina adsorbida inespecíficamente. Las láminas de SR-g-GMA con ergosterol inmovilizado y cargadas con nistatina presentaron una capacidad mayor para inhibir el crecimiento tanto de Candida albicans como de Aspergillus fumigatus. Las láminas más eficaces a este respecto fueron las que presentan niveles intermedios de ergosterol, ya que proporcionan una carga suficientemente alta de nistatina sin que la afinidad sea suficientemente elevada para dificultar en exceso la transferencia a los hongos.

Claims

Reivindicaciones
1. Sistema que comprende un sustrato, donde dicho sustrato se une a moléculas de ergosterol mediante enlaces covalentes.
2. Sistema, según la reivindicación 1, caracterizado porque el ergosterol se une al sustrato mediante enlaces covalentes dispuestos en la superficie del sustrato.
3. Sistema, según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque el ergosterol se une al sustrato mediante un enlace covalente a través de una cadena lateral.
4. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el sustrato se selecciona de entre sílice, titanio, zirconio, polímeros de silicio, algodón, lana, nylon, vidrio, poliolefinas, polivinilos, poliestireno, poliamidas, poliuretano, politereftalato de etileno (PET), polietilenimina, polilactona, policaprolactona, poliéster, polisiloxanos, polianhidrido, poliurea, policarbonato, polisulfona, poliacrilonitrilo, polióxido de etileno, policicloctano, polímeros acrílicos, y sus copolímeros, opcionalmente sustituidos.
5. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde las cadenas laterales comprenden una cadena hidrocarbonada lineal o ramificada, de entre 2 a 21 átomos de carbono, opcionalmente dicha cadena incorpora uno o más grupos funcionales seleccionados entre éter, -C(=0)-, -C(=0)-0-, -C(=0)- Ra-, alquenilo, y opcionalmente dicha cadena está sustituida por grupos hidroxilo, alcoxi, - RaRb y alquenilo,
donde Ra y Rb se seleccionan de forma independiente de entre el grupo consistente en hidrógeno, alquilo, alquenilo, arilo y heteroarilo.
6. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende goma de silicona unida a moléculas de ergosterol mediante enlaces éter a través de cadenas laterales de estructura L5
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7. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde además el ergosterol asocia ingredientes activos antifúngicos seleccionados entre polienos, azoles y alilaminas, y sus combinaciones.
8. Sistema según la reivindicación 7, donde los polienos se seleccionan entre nistatina, natamicina y anfotericina, y sus combinaciones.
9. Sistema según la reivindicación 7, donde los azoles se seleccionan entre miconazol, clotrimazol, fluconazol, itraconazoí, ketoconazol, voriconazol, ravuconazol, posaconazol, y sus combinaciones.
10. Sistema según la reivindicación 7, donde las alilaminas se seleccionan entre terbinafina y naftifina, y sus combinaciones.
11. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el ingrediente activo antifúngico es nistatina o natamicina.
12. Di spositivo médi co que comprende un si stema según cualqui era de l as reivindicaciones de 1 a 11.
13. Implante que comprende un sistema según cualquiera de las reivindicaciones de 1 a 11.
14. Catéter que comprende un sistema según cualquiera de las reivindicaciones de 1 a 11.
15. Film que comprende un sistema según cualquiera de las reivindicaciones de 1 a 11.
16. Lentes de contacto que comprenden un sistema según cualquiera de las reivindicaciones de 1 a 11.
17. Uso de un sistema, como se ha descrito en cualquiera de las reivindicaciones de 1 a 11, como sistema de liberación de ingredientes activos antifúngicos.
18. Uso de un sistema, como se ha descrito en cualquiera de las reivindicaciones de 1 a 11, como superficie de trabajo.
19. Uso del film según la reivindicación 15, como recubrimiento de superficies.
20. Uso de un sistema, como se ha descrito en cualquiera de las reivindicaciones de 1 a 11, como embalaje de dispositivos médicos, envoltorio o recubrimiento de dispositivos médicos, recubrimiento de sistemas de liberación, material de acondicionamiento de sistemas de liberación.
21. Uso de un sistema como se ha descrito en cualquiera de las reivindicaciones de 1 a 11, como recubrimiento de alimentos, envases de alimentos o complementos nutricionales.
22. Uso de un sistema como se ha descrito en cualquiera de las reivindicaciones de 1 a 11, como cosmético o recubrimiento de cosméticos.
23. Procedimiento para la preparación de un sistema como se ha descrito en la reivindicación 1, que comprende la reacción entre ergosterol y un sustrato funcionalizado.
24. Procedimiento según la reivindicación 23, que comprende además una etapa en la que se pone en contacto el sistema según se ha descrito en la reivindicación 1 y una disolución que comprende un ingrediente activo antifúngico.
25. Sistema obtenible mediante el procedimiento descrito en la reivindicación 23.
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