WO2019016705A1 - Pelicula para aplicação tópica no tratamento de lesões da pele e método para sua obtenção e aplicação - Google Patents

Pelicula para aplicação tópica no tratamento de lesões da pele e método para sua obtenção e aplicação Download PDF

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WO2019016705A1
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Ilídio Joaquim SOBREIRA CORREIA
André FERREIRA MOREIRA
Elisabete Cristina DA ROCHA COSTA
Duarte Miguel DE MELO DIOGO
Sónia Alexandra PEREIRA MIGUEL
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Universidade Da Beira Interior
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    • A61L2300/30Compounds of undetermined constitution extracted from natural sources, e.g. Aloe Vera

Definitions

  • the present application discloses a film for topical application in the treatment of skin lesions and their method of production.
  • the skin is the largest organ in the human body, and provides protection against dehydration, toxins and microorganisms in the external environment. Skin integrity can be compromised due to different types of injuries, including acute wounds (caused by cuts or burns), chronic wounds (pressure or diabetic ulcers), genetic disorders, and surgical interventions. It is estimated that the prevalence of wounds resulting from surgeries affects about 115 million people. On the other hand, an estimated 40 million people are suffering from chronic wounds. Cutaneous lesions are usually associated with several types of complications, such as infections, electrolyte disturbances, and respiratory failure. In addition, the individual may still suffer emotional and psychological disturbances that may occur due to the long periods of hospitalization and the aesthetic aspect of the scars.
  • biomaterials hydrogels, membranes, films, etc.
  • materials that have been developed for the treatment of wounds should keep the wound moist, since a dry wound promotes the formation of a crust which prevents cell migration.
  • the materials must have the ability to absorb the exudate, as its accumulation at the wound site can lead to maceration of the tissue.
  • US2016235881 (A1) discloses a method of preparing a hydrogel having non-adherent properties and without interfering with the bioactivity of the agents contained in said structure for application in the regeneration of lesions.
  • the present invention is distinguished from this in that it is biodegradable and in this way it is not necessary to remove the product after treatment of the wound. This property of the film allows reducing the pain felt by the patient during the wound treatment process.
  • the production of the product described in US2016235881 (A1) requires the use of oxygen plasma, whereas the product described herein does not require complex techniques for its production.
  • Document RU2545735 discloses a hydrogel-based lesion coating containing antimicrobial and antioxidant ingredients: such as silver modified montmorillonite and fulerenol, in order to improve the regeneration process and prevent / reduce infections.
  • the present invention is distinguished from this in that it has a naturally occurring coating produced by a simple mechanism, without requiring lengthy purification and purification steps.
  • the antimicrobial and antioxidant character of the film is achieved by the incorporation of agents of natural origin (essential oils, plant extracts, and the like) not using silver or synthetic compounds.
  • Document KR101429455 (BI) relates to a hydrogel dressing with antioxidant properties for wound treatment using the self-assembly of chitosan as well as its method of production. More specifically, a wound dressing comprising a mixture of polymeric hydrogel and chitosan employing an enzymatic / chemical technique to transform water-insoluble chitosan into low molecular weight molecules.
  • the present invention stands out from this, in that it has a film of natural origin produced through a simple mechanism, without resorting to the action of enzymes. Moreover, the present invention has antimicrobial properties.
  • CN103446618 comprises a hydrogel having antibacterial activity and its method of preparation.
  • the hydrogel consists of 0.1-5% silver norfloxacin, 5-30% polymer, 0-10% plasticizer and water. This hydrogel allows the absorption of the exudates and the prevention of infections.
  • the present invention is distinguished from this in that it is essentially composed of biomaterials of natural origin.
  • the antibacterial effect of the product proposed here mainly from the native properties of natural products, and not from the addition of agents such as silver norfloxacin.
  • Document CN102698312 discloses a hydrogel composed of 1.5-2% chitosan, 45-50% aloe and ⁇ 4% ⁇ -glycerolphosphate to be applied in the wound healing process.
  • the present invention is distinguished from this in that the chitosan used in the production of the coating is subjected to processes of functionalization (deacetylation and / or chemical modification with amino acids) in order to enhance the intrinsic properties of the polymer.
  • the film has other bioactive agents (components with anti-inflammatory and antioxidant activity), in order to improve the process of skin regeneration.
  • This film based on natural polymers allows the formation of a film on the surface of the lesion, which provides protection of the wound against infectious agents, also ensuring an environment conducive to cell proliferation.
  • CN101278896 (B) describes the production of a chitosan gel containing silver nanoparticles used for the treatment of the inflammatory and infectious process associated with cutaneous lesions.
  • the present invention departs from this, since it does not resort to the use of silver nanoparticles to impart antibacterial properties to the coating.
  • the process of functionalization of chitosan with different amino acids allows to potentiate the antibacterial properties of the coating.
  • CN104288173 (A) describes a biological coating based on an antibacterial chitosan gel.
  • the gel is composed of chitosan and medicinal gelatin.
  • the present invention differs in that the modification of chitosan amplifies its antibacterial properties and can act at the level of various bacterial strains, including multiresistant strains. Additionally, the incorporation of aloe vera imparts moisturizing, anti-inflammatory and regenerative properties to the coating.
  • CN103110976 discloses the recipe of an antibacterial gel and its method of preparation, wherein the main component is the chitosan-iodine complex in order to provide disinfectant properties to the gel.
  • the present invention is distinguished from this in that the proposed film exhibits antibacterial properties which, in addition to inducing the death of the microorganisms, also prevents the growth thereof, throughout the wound healing process.
  • This coating also has very important properties in the healing process, namely anti-inflammatory and antioxidant character.
  • WO 2003068281 discloses a chitosan hydrogel having a degree of deacetylation of greater than 40%.
  • the present invention stands out from this, insofar as the proposed film presents besides chitosan with high degree of deacetylation, the functionalization with biomolecules which potentiates the antibacterial and antifungal activity of chitosan.
  • the incorporation of plant extracts and other bioactive molecules in the film composition contributes to improve the performance of the gel in the process of wound healing.
  • CA2712527 (C) reports a pharmaceutical composition designated to function with a skin protective film composed of chitosan and agents which impart curative, soothing and moisturizing properties.
  • the film is composed of chitosan and aloe which confers hydration capacity and also consists of bioactive molecules that enhance the antibacterial, anti-inflammatory and antioxidant properties of the coating, which also are central to the treatment of skin lesions.
  • CN101502667 discloses a transparent hydrogel composed of chitosan, polyacrylic acid and polyvinylpyrrolidone having hemostatic properties, high water absorption and good applicability.
  • the present invention stands out from this, in that the coating has good water-absorbing capacity, antibacterial, anti-inflammatory and antioxidant properties without the use of synthetic polymers.
  • the work entitled "Thermoresponsive chitosan-agarose hydrogel for skin regeneration” (Miguel et al., 2014) describes a biocompatible and antibacterial thermoresponsive hydrogel capable of promoting wound healing.
  • the present invention departs from this system, since the chitosan used in the coating production is functionalized with bioactive molecules and, in this way, the antibacterial and healing properties are increased. It is expected that this system promotes a faster healing process.
  • the present invention has anti-inflammatory and antioxidant properties.
  • the work entitled “Chitosan / arginine-chitosan polymer blends for the assembly of nanofibrous membranes for wound regeneration” reports the production of a dressing composed of chitosan based on nanofibers using the technique of electrofying.
  • the present invention stands out from this, in that the coating disclosed herein is in the form of a film, which has the ability to provide a moist environment at the lesion site, which is favorable to the skin regeneration process.
  • the inclusion of aloe extracts, essential oils and other biomolecules provides anti-inflammatory and antioxidant properties to the film.
  • the work titled “Electrospun Polycaprolactone / Aloe Vera_ Chitosan Nanofibrous Asymmetric Membranes Aimed for Wound Healing Applications” (Miguel et al., 2017) describes a membrane produced through the electro-spinning process.
  • the present invention differs from this in that the coating is a film having an enormous hydration capacity as well as the absorption of the exudates.
  • chitosan is functionalized with biomolecules, which amplifies the intrinsic properties of the polymer.
  • the work titled "Acceleration of wound contraction and healing with a photocrosslinkable chitosan hydrogel” reports a photoreticable hydrogel of chitosan.
  • the present invention stands out in that the coating is composed of chitosan functionalized with amino acids extracts of aloe which allows to give the film good moisturizing properties as well as antibacterial, anti-inflammatory and antioxidant properties. Furthermore, the present invention does not require complicated or time-consuming processes for cross-linking to occur. The addition of thickening components enables simple application of the protective film.
  • the present invention differs in that the formulation process adopted in the production of the film is quite simple and does not require the use of time consuming, chemical processes.
  • the film has antimicrobial, anti-inflammatory, antioxidant and regenerative properties mediated by its constituents.
  • the present application discloses a film for topical application in the treatment of skin lesions and their method of production.
  • the deacetylated chitosan has a degree of deacetylation between 55% and 99.99%.
  • the essential oils are soybean oil, lavender oil or a combination thereof.
  • the thickening agent is ethylene glycol, mannitol, xylitol, butyl tetraol or a combination thereof.
  • the preservative is benzoic acid, sodium benzoate, calcium gluconate, methylparaben, sorbic acid, benzyl alcohol or a combination thereof.
  • the film for topical application is used in the treatment of skin lesions.
  • the present application is based on the development of a hydrogel based film based on natural components for coating wounds.
  • This film has the ability to impart a humid environment to the wound so that natural autolytic debridement occurs.
  • the film will also incorporate bioactive agents (eg acetylsalicylic acid, essential oils, plant extracts and others) that confer antibacterial, antifungal, anti-inflammatory, antioxidant and regenerative properties.
  • bioactive agents eg acetylsalicylic acid, essential oils, plant extracts and others
  • the different application strategies eg through individual packs, ampoules or syringes are also explored in order to simplify the patients' lives, and to minimize the pain and discomfort felt by them, when the treatment is carried out at the level of the patients. primary care.
  • the preferred form of application of the film of the present application is through a gel-administered formulation at the wound site so as to facilitate topical application and protect the lesion site from external agents.
  • This formulation stands out from those on the market because it has a qualitative constitution based on natural and / or modified products, including mixtures of bioactive agents.
  • the gel will have in its constitution chitosan, plant extracts and / or mixture of extracts of plants that may belong to the genus of Aloe, Matricaria, Lavandula L., among others, and / or antibacterial agents and other active substances.
  • the film is defined as the film defined according to the embodiments described herein, in its solid, liquid or gel form.
  • the present application relates to the development of a hydrogel film based on natural components for coating wounds, obtained in accordance with the following steps:
  • Chitosan with a molecular weight of 1 to 375 KDa (500 mg) is dissolved in 10 ml of sodium hydroxide (1M) for 3-4 hours at 50 ° C. Subsequently, the solution is extensively rinsed with miliq water, and the pH of the solution is adjusted to 7. Chitosan with a degree of deacetylation of 55 to 99.999%, used thereafter. a high degree of deacetylation of chitosan allows increasing the amount of positively charged groups on the chitosan surface, thus improving its biological properties, namely bioadhesive, antimicrobial properties and the hydrophilicity of the material.
  • the previously deacetylated chitosan is functionalized with arginine.
  • L-arginine is coupled to the chitosan polymer chain through the amidation reaction of the primary amine groups present in the chitosan glucosamine units, using the chemical reaction of 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide (EDC) / N- hydroxysuccinimide (NHS).
  • EDC 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide
  • NHS N- hydroxysuccinimide
  • aloe extract A plant of the genus of aloe with age comprised between 6-10 years is selected. After washing with distilled water it is sterilized under ultraviolet radiation for about 30-45 minutes. Subsequently, the leaves of the plant are separated from the plant extract with the aid of a scalpel. The extract of the plant is homogenized using an ultra homogenizer, for 15-25 minutes. Subsequently, a centrifugation is performed in order to purify the aloe extract.
  • Aloe is a polysaccharide composed essentially of mannose (60.73%), galactose (16.42%) and glucose (9.16%).
  • the aloe extract has excellent anti-inflammatory, antiseptic and analgesic properties.
  • the preservatives (benzoic acid, sodium benzoate, calcium gluconate, methylparaben, sorbic acid, benzyl alcohol) are added in a proportion which may range from 0.05% - 0.10%; the thickening agents (ethylene glycol, mannitol, xylitol, butyl tetraol, among others) are also incorporated into the blend in order to ensure gel flowability in a range of from 0.05% -0.20%.
  • Essential oils and / or a mixture of essential oils such as soybean oil, lavender oil, and / or other flavoring agents are added at a final concentration which may range from 0-5%
  • the preparation of the film comprises the following steps: Dissolve a mixture of deacetylated chitosan (at a percentage of 15% and 60%) and chitosan modified (at a percentage of 15% and 60%) with amino acids in 100 ml of a dilute lactic acid solution at a percentage of 0.5 % to 1% (w / v);
  • the gel is ready to be applied to the injured area.
  • the film is formed after application to the injured area.
  • the essential oil is soybean oil, lavender oil or a combination thereof.
  • the thickening agent is ethylene glycol, mannitol, xylitol, butyl tetraol or a combination thereof.
  • the preservative is benzoic acid, sodium benzoate, calcium gluconate, methylparaben, sorbic acid, benzyl alcohol or a combination thereof.
  • the pH is adjusted using a solution of sodium hydroxide or a solution of organic acid.
  • the topical application film of the present technology comprises the following elements:
  • the technology described in the present application is intended for the treatment or amelioration of dermatological symptoms, due to different types of lesions, which include acute wounds (caused by cuts or burns), chronic wounds (pressure or diabetic ulcers), genetic disorders and surgical interventions.

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Abstract

O presente pedido de patente descreve uma película desenvolvida a partir de componentes de origem natural para revestir feridas cujo método de aplicação é sob a forma de embalagens individuais descartáveis, ampolas, seringas e/ou outros. Esta película confere um ambiente húmido à ferida, para que ocorra o natural desbridamento autolítico. A película incorpora agentes bioativos, como por exemplo ácido acetilsalicílico, óleos essenciais, extratos de plantas e outros, que conferem propriedades antibacterianas, antifúngicas, anti-inflamatórias, antioxidantes e regenerativas. O método de aplicação é também explorado de forma a simplificar a vida dos pacientes, e a minimizar a dor e o desconforto sentidos por estes, aquando do tratamento efetuado ao nível dos cuidados primários.

Description

DESCRIÇÃO
"PELÍCULA PARA APLICAÇÃO TÓPICA NO TRATAMENTO DE LESÕES DA PELE E
MÉTODO PARA SUA OBTENÇÃO E APLICAÇÃO"
Domínio técnico
O presente pedido de patente divulga uma película para aplicação tópica no tratamento de lesões da pele e respetivo método de obtenção .
Antecedentes
A pele é o maior órgão do corpo humano, e confere proteção contra a desidratação, toxinas e microrganismos existentes no meio externo. A integridade da pele pode ser comprometida devido a diferentes tipos de lesões, que incluem feridas agudas (causadas por cortes ou queimaduras), feridas crónicas (úlceras de pressão ou diabéticas), desordens genéticas e intervenções cirúrgicas. Estima-se que a prevalência de feridas resultante de cirurgias afete cerca de 115 milhões de pessoas. Por outro lado, estima-se que cerca de 40 milhões de pessoas sofram de feridas crónicas. As lesões cutâneas têm normalmente associadas diversos tipos de complicações como por exemplo, infeções, distúrbios eletrolíticos e falhas respiratórias. Além disso, o indivíduo pode ainda sofrer distúrbios emocionais e psicológicos que podem ocorrer devido aos longos períodos de hospitalização e ao aspeto estético das cicatrizes .
Com o objetivo de atenuar ou eliminar todas as complicações associadas ao processo de cicatrização de feridas, têm sido desenvolvidas diferentes abordagens para proteger a ferida de contaminações bacterianas, assim como para permitir a absorção do exsudado produzido no leito da ferida.
Os biomateriais (hidrogéis, membranas, películas, etc.) que mais interesse têm captado da parte dos investigadores são aqueles que são capazes de mimetizar a estrutura da matriz extracelular, e que permitem a migração, adesão e proliferação celular. Além disso, os materiais que têm sido desenvolvidos para o tratamento de feridas devem manter a ferida húmida, uma vez que uma ferida seca promove a formação de crosta o que impede a migração celular. Por outro lado, os materiais devem ter a capacidade de absorver o exsudado, pois a sua acumulação no local da ferida pode conduzir à maceração do tecido.
O documento US2016235881 (Al) divulga um método de preparação de um hidrogel com propriedades não aderentes e sem interferência na bioatividade dos agentes contidos na dita estrutura para aplicação na regeneração de lesões. A presente invenção destaca- se desta, na medida em que é biodegradável e desta forma não é necessário proceder à remoção do produto após o tratamento da ferida. Esta propriedade da película permite reduzir a dor sentida pelo doente durante o processo de tratamento da ferida. Por outro lado, a produção do produto descrito no documento US2016235881 (Al) requer o uso de plasma de oxigénio, enquanto que o produto aqui descrito não requer técnicas complexas para a sua produção.
O documento RU2545735 (Cl) divulga um revestimento de lesões à base de um hidrogel, que contém ingredientes antimicrobianos e antioxidantes: como a montmorilonita modificada com prata e o fulerenol, de forma a melhorar o processo de regeneração e prevenir/reduzir as infeções. A presente invenção destaca-se desta, na medida em que apresenta um revestimento de origem natural produzido através de um mecanismo simples, sem requerer passos de síntese e purificação demorosos . Além do mais, o carácter antimicrobiano e antioxidante da película é conseguido através da incorporação de agentes de origem natural (óleos essenciais, extratos de plantas, e outros) não recorrendo à prata nem a compostos sintéticos.
O documento KR101429455 (BI) refere-se a um penso de hidrogel com propriedades antioxidantes para tratamento de feridas usando a auto-montagem do quitosano, bem como o seu método de produção. Mais especificamente, um penso para tratamento de feridas constituído por uma mistura de hidrogel polimérico e quitosano, que recorre a uma técnica enzimática/química para transformar quitosano insolúvel em água em moléculas de baixo peso molecular. A presente invenção destaca-se desta, na medida em que apresenta uma película de origem natural produzido através de um mecanismo simples, sem recorrer à ação de enzimas. Além do mais, a presente invenção possui propriedades antimicrobianas .
O documento CN103446618 (A) compreende um hidrogel com atividade antibacteriana e o seu método de preparação. O hidrogel é constituído por 0,1-5% de norfloxacina de prata, 5-30% de polímero, 0-10% de plastificante e água. Este hidrogel permite a absorção dos exsudados e a prevenção de infeções . A presente invenção destaca-se desta, na medida em que é essencialmente constituída por biomateriais de origem natural. Por outro lado, o efeito antibacteriano do produto aqui proposto advém principalmente das propriedades nativas dos produtos naturais, e não da adição de agentes como a norfloxacina de prata.
O documento CN102698312 (B) apresenta um hidrogel composto por 1.5-2% de quitosano, 45 ~ 50% de aloe e ~ 4% de β - glicerolfosfato para ser aplicado no processo de cicatrização de feridas. A presente invenção destaca-se desta, na medida em que o quitosano usado na produção do revestimento é submetido a processos de funcionalização (desacetilação e/ou modificação química com aminoácidos), de forma a potenciar as propriedades intrínsecas do polímero. Além do mais, a película possui ainda outros agentes bioativos (componentes com atividade anti- inflamatória e antioxidante), com vista a melhorar o processo de regeneração cutânea. Esta película à base de polímeros naturais permite a formação de uma película na superfície da lesão, que fornece proteção da ferida contra agentes infeciosos, garantindo também um ambiente propício à proliferação celular.
O documento CN101278896 (B) descreve a produção de um gel de quitosano contendo nanopartícuias de prata usada para o tratamento do processo inflamatório e infecioso associado às lesões cutâneas. A presente invenção distancia-se desta, uma vez que esta não recorre o uso de nanopartícuias de prata para conferir propriedades antibacterianas ao revestimento. O processo de funcionalização do quitosano com diferentes aminoácidos permite potencializar as propriedades antibacterianas do revestimento .
O documento CN104288173 (A) descreve um revestimento biológico baseado num gel antibacteriano de quitosano. O gel é composto por quitosano e gelatina medicinal. A presente invenção diferencia-se na medida em que a modificação do quitosano amplifica as suas propriedades antibacterianas podendo atuar ao nível de várias estirpes bacterianas, inclusive as estirpes multirresistentes . Adicionalmente, a incorporação do aloe vera confere propriedades de hidratação, anti-inflamatórias e regenerativas ao revestimento .
O documento CN103110976 (A) divulga a receita de um gel antibacteriano e do seu método de preparação, em que o principal componente é o complexo quitosano-iodo de forma a providenciar propriedades desinfetantes ao gel. A presente invenção destaca-se desta na medida em que a película proposta apresenta propriedades antibacterianas, que além de induzir a morte dos microrganismos, também impede o crescimento dos mesmos, durante todo o processo de cicatrização da ferida. Este revestimento possui também propriedades bastante importantes no processo de cicatrização, nomeadamente carácter anti-inflamatório e antioxidante.
O documento WO 2003068281 (Al) descreve um hidrogel à base de quitosano com um grau de desacetilação superior a 40%. A presente invenção destaca-se desta, na medida em que a película proposta apresenta além de quitosano com elevado grau de desacetilação, a funcionalização com biomoléculas o que potencializa a atividade antibacteriana e antifúngica do quitosano. Adicionalmente, a incorporação dos extratos de planta e outras moléculas bioativas na composição da película contribuem para melhorar a performance do gel no processo de cicatrização de feridas. O documento CA2712527 (C) relata uma composição farmacêutica designada para funcionar com uma película protetora na pele, composta por quitosano e agentes que conferem propriedades curativas, calmantes e hidratantes. A presente invenção destaca- se desta na medida em que, a película é composto por quitosano e aloe o que confere capacidade de hidratação e, também composta por moléculas bioativas que potencializam as propriedades antibacterianas , anti-inflamatórias e antioxidantes do revestimento, as quais também são fulcrais no tratamento de lesões cutâneas .
O documento CN101502667 (B) descreve um hidrogel transparente composto por quitosano, ácido poliacrílico e polivinilpirrolidona com propriedades hemostáticas , elevada absorção de água e boa aplicabilidade. A presente invenção destaca-se desta, na medida em que o revestimento tem boa capacidade de absorção de água, propriedades antibacterianas, anti-inflamatórias e antioxidantes sem recorrer ao uso de polímeros sintéticos.
É também importante reforçar aspetos diferenciadores da presente invenção em relação trabalhos que encontrámos reportados na literatura.
O trabalho intitulado "Development of a new chitosan hydrogel for wound dressing" (Ribeiro et al . , 2009) descreve um hidrogel apenas composto por quitosano que necessita de mudanças periódicas durante o tempo do tratamento. A presente invenção destaca-se, na medida que o revestimento proposto é biodegradável, sendo degradado ao longo do tempo através de enzimas existentes nos fluídos biológicos. Esta propriedade evitará as mudanças periódicas do revestimento e as desvantagens associadas a este processo, como é a dor e desconforto causado para o paciente.
O trabalho intitulado "Thermoresponsive chitosan-agarose hydrogel for skin regeneration" (Miguel et al . , 2014) descreve um hidrogel termoresponsivo biocompativel e antibacteriano, capaz de promover a cicatrização de feridas. A presente invenção distancia-se deste sistema, uma vez que o quitosano usado na produção do revestimento é funcionalizado com moléculas bioativas e, desta forma as propriedades antibacterianas e cicatrizantes são incrementadas. É expectável que este sistema promova um processo de cicatrização mais rápido. Além disso, a presente invenção possui propriedades anti-inflamatórias e antioxidantes.
O trabalho intitulado "Chitosan/arginine-chitosan polymer blends for assembly of nanofibrous membranes for wound regeneration" (Antunes et al . , 2014) reporta a produção de um penso composto por quitosano à base de nanofibras recorrendo à técnica de electrofiação . A presente invenção destaca-se desta, na medida em que o revestimento aqui apresentado é em forma de película, que tem a capacidade de proporcionar um ambiente húmido no local da lesão, o qual é favorável ao processo de regeneração da pele. Além disso, a inclusão dos extratos de aloe, óleos essenciais e outras biomoléculas permite providenciar propriedades anti- inflamatórias e antioxidantes à película.
O trabalho intitulado "Electrospun Polycaprolactone/Aloe Vera_Chitosan Nanofibrous Asymmetric Membranes Aimed for Wound Healing Applications" (Miguel et al . , 2017) descreve uma membrana assimétrica produzida através do processo de electrofiação . A presente invenção di ferencia-se desta, na medida em que o revestimento é uma película que possui uma enorme capacidade de hidratação, bem como a absorção dos exsudados . Adicionalmente, o quitosano é funcionali zado com biomoléculas , o que amplifica as propriedades intrínsecas do polímero.
O trabalho intitulado "Acceleration of wound contraction and healing with a photocrosslinkable chitosan hydrogel" (Ishihara et al . , 2001) reporta um hidrogel fotoreticulável de quitosano. A presente invenção destaca-se na medida em que o revestimento é composto por quitosano funcionali zado com aminoácidos extratos de aloe o que permite conferir à película boas propriedades hidratantes, bem como propriedades antibacterianas , anti- inflamatórias e antioxidantes. Além disso, a presente invenção não necessita de processos complicados ou morosos para que ocorra a sua reticulação. A adição de componentes espessantes permite tornar simples a aplicação da película protetora.
O trabalho intitulado "Carboxyl-modified poly(vinyl alcohol)- crosslinked chitosan hydrogel films for potential wound dressing" (Zhang et al . , 2015) descreve um hidrogel à base de polímeros sintéticos e as propriedades antibacterianas são imputáveis à incorporação de um antibiótico ( gentamicina) . A presente invenção diferencia-se do produto apresentado nesta publicação uma vez que o revestimento proposto é composto apenas por componentes de origem natural biodegradáveis e produzido de forma simples. As propriedades antibacterianas são conseguidas através da funcionalização do quitosano, sem necessitar da incorporação de antibióticos. Por outro lado, os extratos e aloe e óleos essenciais permitem conferir propriedades anti-inflamatórias e antioxidantes à película.
O trabalho intitulado "Hydrogel sheets of chitosan, honey and gelatin as burn wound dressings" (Wang et al . , 2012) descreve um hidrogel composto por quitosano, mel e gelatina. A presente invenção destaca-se deste trabalho, na medida em que esta película é composta por extratos de aloe e outro tipo de biomoléculas que conferem propriedades anti-inflamatórias , antioxidantes e analgésicas à película.
O trabalho intitulado "A green fabrication approach of gelatin/CM-chitosan hybrid hydrogel for wound healing" (Yang et al . , 2010) apresenta um hidrogel composto por N,0- quitosano carboximetilado e gelatina, o qual foi reticulado por ação da radiação gama. A presente invenção diferencia-se na medida em que, o processo de formulação adotado na produção da película é bastante simples, não requerendo o uso de processos químicos, morosos e caros. Além disso, a película possui propriedades antimicrobianas , anti-inflamatórias , antioxidantes e regenerativas mediadas pelos seus constituintes.
O trabalho intitulado "The use of physical hydrogels of chitosan for skin regeneration following third-degree burns" (Boucard et al . , 2007) descreve um hidrogel de quitosano de dupla camada. A preparação da formulação implica a precipitação em amónia e o hidrogel não permite um revestimento que seja possível aplicar a qualquer forma de lesão. A película da presente invenção destaca- se deste, na medida em que, a preparação da sua formulação é bastante simples, permite uma aplicação "in situ", permitindo uma adaptação eficaz à forma da lesão. Além disso a película é dotada de propriedades antimicrobianas , anti-inflamatórias , antioxidantes e regenerativas devido aos seus constituintes, maioritariamente de origem natural.
Sumário
O presente pedido de patente divulga uma película para aplicação tópica no tratamento de lesões da pele e respetivo método de obtenção .
Numa forma de realização a película compreende os seguintes elementos :
- quitosano desacetilado numa concentração final entre 15% e 60%;
- quitosano-arginina numa concentração final entre 15% e 60%;
- ácido láctico numa concentração final entre 0,5% e 1% (p/v);
- extrato de Aloe numa concentração final entre 9% e 34%;
- ácido acetilsalicílico numa concentração final entre 0,01% e 0,5%;
- óleos essenciais numa concentração final entre 0,01% e 5%; agentes espessantes numa concentração final entre 0,05% e 0,20%;
- agentes preservativos numa percentagem de volume final entre 0,05% e 0,10%;
Numa forma de realização o quitosano desacetilado tem um grau de desacetilação entre 55% e 99,99%.
Numa forma de realização os óleos essenciais são o óleo de soja, óleo de lavanda ou combinação destes. Numa forma de realização o agente espessante é etileno de glicol, manitol, xilitol, butil tetraol ou uma combinação destes.
Numa forma de realização o agente preservativo é ácido benzóico, benzoato de sódio, gluconato de cálcio, metilparabeno, ácido sórbico, álcool benzilico ou uma combinação destes.
Numa forma de realização o método de produção da película para aplicação tópica compreende os seguintes passos:
Dissolver uma mistura de quitosano desacetilado (a uma percentagem de 15% e 60%) e quitosano modificado (a uma percentagem de 15% e 60%) com aminoácidos em 100 mL de uma solução diluída de ácido lático a uma percentagem de 0,5% a 1% (p/v) ;
Adicionar o extrato de aloe à mistura de quitosano e homogeneizar, com uma concentração final que pode variar de 9, 24-33, 90%;
Dissolver ácido acetilsalicílico, na mistura anterior até ficar uma concentração entre 0,01-0,5%;
- Adicionar óleos essenciais com uma concentração final que pode variar de 0,01-5%;
- Adicionar agentes espessantes a uma percentagem de 0,05%- 0,20% do volume final;
- Adicionar agentes preservativos numa percentagem que pode variar entre 0,05% - 0,10% do volume final;
- Homogeneizar a mistura;
- Remover o ar incorporado na mistura, através de ciclos de sonicação e/ou vácuo;
- Ajustar o pH para valores entre 5,0 e 7,4. Numa forma de realização a película para aplicação tópica é usada no tratamento de lesões na pele.
Descrição geral
O presente pedido de patente baseia-se no desenvolvimento de uma película à base de hidrogel baseado em componentes de origem natural para revestir feridas. Esta película tem a capacidade de conferir um ambiente húmido à ferida, de forma a que ocorra o natural desbridamento autolítico. O filme também incorporará agentes bioativos (p.ex. ácido acetilsalicílico, óleos essenciais, extratos de plantas e outros) que conferem propriedades antibacterianas , antifúngicas, anti-inflamatórias , antioxidantes e regenerativas. As diferentes estratégias de aplicação (p.ex. através de embalagens individuais, ampolas ou seringas) são também exploradas de forma a simplificar a vida dos pacientes, e a minimizar a dor e o desconforto sentidos por estes, aquando do tratamento efetuado ao nível dos cuidados primários .
A forma preferencial de aplicação da película do presente pedido de patente é através de uma formulação administrada em forma de gel no local da ferida, de forma a facilitar a aplicação tópica e proteger o local da lesão contra agentes externos.
Esta formulação destaca-se das existentes no mercado por ter uma constituição qualitativa à base de produtos naturais e/ou modificados, incluindo misturas de agentes bioativos. O gel terá na sua constituição quitosano, extratos de plantas e/ou mistura de extratos de plantas que podem pertencer ao género da Aloe, Matricaria, Lavandula L., entre outros, e/ou agentes antibacterianos e outras substâncias ativas .
Esta tecnologia foi desenvolvida no sentido de apresentar uma composição qualitativa compatível com a aplicação tópica que, por sua vez assume inovação adicional visto que poderemos aplicar sob a forma de embalagens individuais, ampolas, seringas e outros, o que permitirá a aplicação do revestimento de forma simples, sem causar dor, desconforto e constrangimento ao paciente.
Para efeitos do presente pedido de patente, entende-se por película a película definida de acordo com as formas de realização aqui descritas, na sua forma sólida, líquida ou em gel .
Descrição de formas de realização
O presente pedido de patente diz respeito ao desenvolvimento de uma película de hidrogel baseado em componentes de origem natural para revestir feridas, obtido de acordo com seguintes passos:
Processo de desacetilação do quitosano
O quitosano com um peso molecular de 1 a 375 KDa (500 mg) é dissolvido em 10 mL de hidróxido de sódio (1M), durante 3-4 horas, a 50 °C. Posteriormente, a solução é extensivamente lavada com água miliQ, e o pH da solução é ajustado a 7. O quitosano com grau de desacetilação de 55 a 99,999%, usado posteriormente. Um elevado grau de desacetilação do quitosano permite aumentar a quantidade de grupos com carga positiva na superfície do quitosano, melhorando assim as suas propriedades biológicas, nomeadamente propriedades bioadesivas, antimicrobianas e a hidrofilicidade do material.
Modificação do quitosano com aminoácidos (arginina)
O quitosano previamente desacetilado é funcionalizado com arginina. A L-arginina é acoplada à cadeia polimérica do quitosano através da reação de amidação dos grupos amina primários presentes nas unidades glucosaminas do quitosano, recorrendo à reação química do l-etil-3-(3- dimetilaminopropil ) carbodiimida (EDC) /N-hidroxissuccinimida (NHS) . Esta funcionali zação do quitosano com L-arginina, melhora as propriedades biológicas do quitosano, nomeadamente as suas propriedades antimicrobianas. O quitosano desacetilado (1-2%) é dissolvido em ácido acético (1-3% (v/v)) à temperatura ambiente. Posteriormente, NHS e EDC são adicionados à solução separadamente, sob intensa agitação magnética. Por fim, a arginina é adicionada à mistura e a reação de acoplamento ocorre durante 24h. O quitosano funcionalizado com o aminoácido é então purificado através do processo de diálise durante 5 dias, com água desionizada. O polímero é depois recuperado através do processo de liofilização . Outros aminoácidos podem ser acoplados à cadeia polimérica do quitosano de forma a melhorar as propriedades intrínsecas do polímero (lisina, histidina, entre outros ) .
Preparação do extrato de aloe Uma planta do género da aloe com idade compreendida entre 6-10 anos é selecionada. Depois de lavada com água destilada é esterilizada sob radiação ultravioleta, durante cerca de 30-45 minutos. Posteriormente, as folhas da planta são separadas do extrato da planta com o auxilio de um bisturi. O extrato da planta é homogeneizado usando um ultra-homogenei zador, durante 15-25 minutos. Posteriormente, uma centrifugação é realizada de forma a purificar o extrato de aloe. O aloe é um polissacarideo composto essencialmente por manose (60,73%), galactose (16,42%) e glicose (9,16%) . O extrato de aloe tem ótimas propriedades anti- inflamatórias , antissépticas e analgésicas.
Incorporação de agentes preservativos, espessantes e óleos essenciais
Os agentes preservativos (ácido benzóico, benzoato de sódio, gluconato de cálcio, metilparabeno, ácido sórbico, álcool benzilico) são adicionados numa percentagem que pode variar entre 0,05% - 0,10%; os agentes espessantes (etileno de glicol, manitol, xilitol, butil tetraol, entre outros) são também incorporados na mistura, de forma a garantir a fluidez do gel, numa percentagem que pode variar entre 0,05%-0,20%.
Os óleos essenciais e/ou mistura de óleos essenciais como óleo soja, óleo de lavanda, e/ou outros agentes aromatizantes são adicionados com uma concentração final que pode variar de 0-5%
A preparação da película compreende os seguintes passos: Dissolver uma mistura de quitosano desacetilado (a uma percentagem de 15% e 60%) e quitosano modificado (a uma percentagem de 15% e 60%) com aminoácidos em 100 mL de uma solução diluída de ácido lático a uma percentagem de 0,5% a 1% (p/v) ;
Adicionar o extrato de aloe à mistura de quitosano e homogeneizar, com uma concentração final que pode variar de 9, 24-33, 90%;
Dissolver ácido acetilsalicílico, na mistura anterior até ficar uma concentração entre 0,01-0,5%;
- Adicionar óleos essenciais com uma concentração final que pode variar de 0,01-5%;
- Adicionar agentes espessantes a uma percentagem de 0,05%- 0,20% do volume final;
- Adicionar agentes preservativos numa percentagem que pode variar entre 0,05% - 0,10% do volume final;
- Homogeneizar a mistura;
- Remover o ar incorporado na mistura, através de ciclos de sonicação e/ou vácuo;
- Ajustar o pH para valores entre 5,0 e 7,4;
- O gel está pronto a ser aplicada na área lesada.
- A película é formada após aplicação na área lesada.
Numa forma de realização o óleo essencial é óleo de soja, óleo de lavanda ou combinação destes.
Numa forma de realização o agente espessante é etileno de glicol, manitol, xilitol, butil tetraol ou uma combinação destes. Numa forma de realização o agente preservativo é ácido benzóico, benzoato de sódio, gluconato de cálcio, metilparabeno, ácido sórbico, álcool benzilico ou uma combinação destes.
Numa forma de realização o pH é ajustado utilizando uma solução de hidróxido de sódio ou uma solução de ácido orgânico.
Numa forma de realização, a película para aplicação tópica da presente tecnologia compreende os seguintes elementos:
- quitosano desacetilado numa concentração final entre 15% e 60%;
- quitosano-arginina numa concentração final entre 15% e 60%;
- ácido láctico numa concentração final entre 0,5% e 1%;
- extrato de Aloe numa concentração final entre 9% e 34%;
- ácido acetilsalicílico numa concentração final entre 0,01% e 0,5%;
- óleos essenciais numa concentração final entre 0,01% e 5%; agentes espessantes numa concentração final entre 0,05% e 0,20%;
- agentes preservativos numa percentagem de volume final entre 0,05% e 0,10% .
As seguintes tabelas apresentam diferentes formulações que podem ser produzidas.
Exemplo 1
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Exemplo 2
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Exemplo 3
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Exemplo 4
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Exemplo 5
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Exemplo 6
Quitosano 28,99% desacetilado 4,0 g
Quitosano-arginina 4,0 g 28,99%
Ácido láctico pH 5, 5 0, 5%-l%
Aloe 4,0 g 28,99%
Ácido
acetilsalicilico 0, 8-1, 00 g 5, 78%—7, 25%
Óleos essenciais 0, 01-0, 5 g 0, 07%-3, 62%
Agentes espessantes 0,05-0,2 g 0, 36%-l, 45%
Agentes preservativos 0, 05-0, 1 g 0, 36%-0, 72%
Exemplo 7
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Exemplo 8
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Exemplo 9
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Dados de caracterização dos polímeros
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Exemplos de aplicação
A tecnologia descrita no presente pedido destina-se ao tratamento ou melhoria de sintomas dermatológicos, devido a diferentes tipos de lesões, que incluem as feridas agudas (causadas por cortes ou queimaduras), feridas crónicas (úlceras de pressão ou diabéticas), desordens genéticas e intervenções cirúrgicas.
Referências
Ribeiro, Maximiano P., et al . "Development of a new chitosan hydrogel for wound dressing." Wound repair and regeneration 17.6 (2009) : 817-824.
Miguel, Sónia P., et al . "Thermoresponsive chitosan-agarose hydrogel for skin regeneration." Carbohydrate polymers 111 (2014) : 366-373. Antunes, B. P., et al . "Chitosan/arginine-chitosan polymer blends for assembly of nanofibrous membranes for wound regeneration. " Carbohydrate polymersl30 (2015): 104-112.
Miguel, Sónia P., et al . "Electrospun Polycaprolactone/Aloe Vera_Chitosan Nanofibrous Asymmetric Membranes Aimed for Wound Healing Applications." Polymers 9.5 (2017) : 183.
Ishihara, Masayuki, et al . "Acceleration of wound contraction and healing with a photocrosslinkable chitosan hydrogel." Wound repair and regeneration 9.6 (2001) : 513-521.
Zhang, Di, et al . "Carboxyl-modified poly (vinyl alcohol)- crosslinked chitosan hydrogel films for potential wound dressing." Carbohydrate polymers 125 (2015) : 189-199.
Wang, Tao, et al . "Hydrogel sheets of chitosan, honey and gelatin as burn wound dressings." Carbohydrate polymers 88.1 (2012) : 75- 83.
Yang, Chao, et al . "A green fabrication approach of gelatin/CM- chitosan hybrid hydrogel for wound healing." Carbohydrate polymers 82.4 (2010): 1297-1305.
Boucard, Nadège, et al . "The use of physical hydrogels of chitosan for skin regeneration following third-degree burns." Biomaterials 28.24 (2007) : 3478-3488.

Claims

REIVINDICAÇÕES
1. Película para aplicação tópica compreendendo os seguintes elementos :
- quitosano desacetilado numa concentração final entre 15% e 60%;
- quitosano-arginina numa concentração final entre 15% e 60%;
- ácido láctico numa concentração final entre 0,5% e 1%;
- extrato de Aloe numa concentração final entre 9% e 34%;
- ácido acetilsalicílico numa concentração final entre 0,01% e 0,5%;
- óleos essenciais numa concentração final entre 0,01% e 5%;
- agentes espessantes numa concentração final entre 0,05% e 0,20%;
- agentes preservativos numa percentagem de volume final entre 0,05% e 0, 10% .
2. Película para aplicação tópica de acordo com a reivindicação anterior em que o quitosano desacetilado tem um grau de desacetilação entre 55% e 99,99%.
3. Película para aplicação tópica de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores em que os óleos essenciais são o óleo de soja, óleo de lavanda ou combinação destes.
4. Película para aplicação tópica de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores em que o agente espessante é etileno de glicol, manitol, xilitol, butil tetraol ou uma combinação destes.
5. Película para aplicação tópica de acordo com qualquer uma das rei indicações anteriores em que o agente preservativo é ácido benzóico, benzoato de sódio, gluconato de cálcio, metilparabeno, ácido sórbico, álcool benzílico ou uma combinação destes.
6. Método de produção da película para aplicação tópica conforme descrita nas reivindicações anteriores, compreendendo os seguintes passos:
Dissolver uma mistura de quitosano desacetilado (a uma percentagem de 15% e 60%) e quitosano modificado (a uma percentagem de 15% e 60%) com aminoácidos n uma solução diluída de ácido lático a uma percentagem de 0,5% a 1% (p/v);
Adicionar o extrato de aloe à mistura de quitosano e homogeneizar, com uma concentração final que pode variar de 9, 24-33, 90%;
- Dissolver ácido acetilsalicílico, na mistura anterior até ficar uma concentração entre 0,01-0,5%;
- Adicionar óleos essenciais com uma concentração final que pode variar de 0,01-5%;
- Adicionar agentes espessantes a uma percentagem de 0,05%- 0,20% do volume final;
- Adicionar agentes preservativos numa percentagem que pode variar entre 0,05% - 0,10% do volume final;
- Homogeneizar a mistura;
- Remover o ar incorporado na mistura, através de ciclos de sonicação e/ou vácuo;
- Ajustar o pH para valores entre 5,0 e 7,4.
7. Película para aplicação tópica para uso no tratamento lesões na pele.
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