COMPOSICION DE QUITOSAN NEUTRALIZADO TERMOESTABLE QUE FORMA UN HIDROGEL, LIOFILIZADO, Y PROCEDIMIENTOS PARA SU PRODUCCION.

Composición de quitosán neutralizado termoestable acuosa que forma un hidrogel transparente exento de fosfatos a una temperatura superior a 5ºC,

comprendiendo dicha composición de 0,1 a 5,0% p/p, sobre la base de la composición total, de un quitosán reacetilado que presenta un peso molecular no inferior a 100 kDa y un grado de desacetilación de 40 a 70%, neutralizado con una base hidroxilada y 1 a 30% p/p, sobre la base de la composición total, de un agente acomplejante seleccionado de entre poliosas y polioles derivados de poliosas

Composición de quitosán neutralizado termoestable que forma un hidrogel, liofilizado, y procedimientos para su producción.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a una composición de quitosán neutralizado termoestable acuosa que forma un hidrogel transparente, exento de fosfato a una temperatura superior a 5ºC, y a un procedimiento para producir la misma.

Además, la presente invención se refiere a un liofilizado obtenido liofilizando la composición de quitosán neutralizado y termoestable de la presente invención y a un procedimiento para producir la misma.

Antecedentes de la invención

Los hidrogeles son atractivos para las aplicaciones biomédicas.

Además, los hidrogeles que presentan la capacidad específica de aumentar su viscosidad con la temperatura, denominados también "hidrogeles termosensibles/termorreceptivos/pseudotermoestables/termogelificantes", se demostró que tienen una aplicación facilitada combinada con un aumento del tiempo de residencia en la zona de aplicación, y por consiguiente pueden utilizarse ventajosamente para el suministro de fármacos o el aumento de tejidos.

Tal como se conoce a partir de O. Felt et al. en The Encyclopedia of Controlled Drug Delivery, 1999, dichos hidrogeles termosensibles pueden estar basados ventajosamente en polímeros de origen natural, por ejemplo quitosán que es un polímero económico comercializado derivado de la quitina, el segundo polisacárido más abundante después de la celulosa.

El quitosán es conocido como derivado de la quitina obtenido por N-desacetilación alcalina parcial a sustancial de la quitina denominada también poli(N-acetil-D-glucosamina) que es un polímero natural.

El quitosán contiene grupos amina (-NH₂) libre y puede caracterizarse en cuanto a la proporción de unidades de N-acetil-D-glucosamina y unidades de D-glucosamina y ésta se expresa como el grado de desacetilación (G.D.) del polímero de quitina totalmente acetilado.

Los parámetros del quitosán que influyen en importantes propiedades tales como la solubilidad y viscosidad son el grado de desacetilación (G.D.) que puede entenderse que representa el porcentaje de monómeros desacetilados y el peso molecular (Pm).

Resulta conocido que el quitosán es biodegradable, biocompatible, bioadhesivo, bacterioestático, y además favorece la cicatrización de heridas, la absorción de fármacos y la reconstrucción de tejidos.

Debido a sus propiedades intrínsecas mencionadas anteriormente, el quitosán es conocido por tener numerosas actividades cosméticas y farmacéuticas, y ha sido también ampliamente investigado para varias aplicaciones en todos los geles.

Por consiguiente, considerando las propiedades ventajosas del quitosán, existe una continua necesidad de mejorar las propiedades de conocidos hidrogeles de quitosán termosensibles que todavía se consideran muy prometedoras para una gama más amplia de aplicaciones biomédicas.

El documento WO-A-99/07416 (BIOSYNTHEC) da a conocer un hidrogel de quitosán controlado por la temperatura en función del pH que tiene propiedades termosensibles a pH neutro de modo que tiene baja viscosidad a baja temperatura pero gelifica a la temperatura corporal.

Este hidrogel de quitosán termosensible se prepara neutralizando un quitosán comercial que presenta un grado de desacetilación de aproximadamente 80% con las sales dibásicas de monofosfato de polioles o azúcares ilustrados en particular por el ß-glicerofosfato (ß-GP).

Sin embargo, la presencia de ß-GP en el hidrogel comprende los inconvenientes siguientes.

El ß-GP es una entidad con carga negativa que puede reaccionar con un componente bioactivo con carga positiva, que conduce a su precipitación o a la alteración de su liberación del hidrogel.

Por consiguiente, la presencia de ß-GP hace a los hidrogeles de quitosán/ß-GP inapropiados para su utilización con numerosos fármacos.

Además, las propiedades de este hidrogel, tal como el periodo de gelificación y la viscosidad, dependen de la concentración de ß-GP y por consiguiente se limitan a la solubilidad de ß-GP.

En particular, se requiere una concentración elevada de ß-GP para tener un periodo de gelificación bajo que evite la rápida eliminación del hidrogel después de su administración.

Sin embargo, una concentración elevada de ß-GP también disminuye las propiedades mecánicas del hidrogel.

Por consiguiente, el periodo de gelificación ha de estar equilibrado con la consistencia del hidrogel, y no es posible obtener geles que tengan tanto un periodo de gelificación bajo como una viscosidad elevada, lo que sería una combinación de características deseable.

Además, una concentración demasiado elevada de ß-GP puede provocar la precipitación del hidrogel en su zona de administración.

Además, se observó que dichos hidrogeles termosensibles de quitosán/ß-GP eran turbios, resultando así su utilización inapropiada para aplicaciones específicas tales como las administraciones ocular o tópica.

Además, los materiales que contienen fosfato pueden ser inapropiados desde el punto de vista de la biocompatibilidad (G. Molinaro et al., Biomaterials, 23:2717-2722 (2002)).

Con el fin de superar los inconvenientes de los hidrogeles de quitosán/ß-GP, se propuso en el documento WO-A-2005/097871 (UNIVERSIDAD DE GINEBRA) una composición de quitosán neutralizado termoestable que forma un hidrogel transparente exento de fosfato a una temperatura superior a 5ºC, comprendiendo dicha composición un quitosán homogéneamente reacetilado que tiene un peso molecular no inferior a 200 kDa, y un grado de desacetilación de 30 al 60% neutralizado con una base hidroxilada.

El documento WO-A-2005/097871 también da a conocer que dicha composición puede comprender además 1,3-propanodiol para modular las propiedades viscoelásticas del hidrogel.

Sin embargo, el 1,3-propanodiol no se menciona como "generalmente reconocido como seguro" (GRAS), ni es reconocido como un aditivo mencionado en la farmacopea de EE.UU., en la farmacopea europea o en la farmacopea japonesa de modo que su utilización está limitada a aplicaciones biomédicas.

Además, las composiciones de quitosán termoestables y neutralizadas que contienen 1,3-propanodiol pierden sus propiedades termosensibles durante la liofilización.

En la vista de la continua atención que debe prestarse a los hidrogeles de quitosán termosensibles mejorados para aplicaciones biomédicas, los presentes inventores han continuado sus investigaciones para superar los inconvenientes de los hidrogeles termosensibles conocidos.

Un objetivo de la presente invención consiste en proporcionar una composición de quitosán neutralizado termoestable acuosa que forma un hidrogel transparente exento de fosfatos con propiedades mejoradas y que es aceptable para aplicaciones biomédicas.

Otro objetivo de la presente invención consiste en proporcionar una composición de quitosán neutralizado termoestable acuosa que pueda almacenarse fácilmente y que evite sus propiedades de termogelificación tras el almacenamiento.

Todavía otro objetivo de la presente invención consiste en proporcionar una composición de quitosán neutralizado termoestable acuosa que tiene una aplicación facilitada, por ejemplo por inyección utilizando agujas o técnicas mínimamente agresivas.

Estos objetivos se consiguen mediante la presente invención.

Sumario de la invención

Según un primer aspecto, la presente invención proporciona una composición de quitosán neutralizado termoestable acuosa (en la presente memoria, denominada también "composición de la presente invención") como se define en la reivindicación 1 independiente y en sus reivindicaciones 2 a 11 dependientes.

Según un segundo aspecto, la presente invención proporciona un liofilizado de la composición acuosa termoestable según el primer aspecto, tal como se define en la reivindicación 12 independiente.

Según un tercer aspecto, la presente invención proporciona un procedimiento para producir la composición de quitosán neutralizado termoestable acuosa según el primer aspecto, tal como se define en la reivindicación 13 independiente y en sus reivindicaciones 14 y 15 dependientes.

Según un cuarto aspecto, la presente invención proporciona un procedimiento...

1. Composición de quitosán neutralizado termoestable acuosa que forma un hidrogel transparente exento de fosfatos a una temperatura superior a 5ºC, comprendiendo dicha composición de 0,1 a 5,0% p/p, sobre la base de la composición total, de un quitosán reacetilado que presenta un peso molecular no inferior a 100 kDa y un grado de desacetilación de 40 a 70%, neutralizado con una base hidroxilada y 1 a 30% p/p, sobre la base de la composición total, de un agente acomplejante seleccionado de entre poliosas y polioles derivados de poliosas.

2. Composición de quitosán neutralizado termoestable acuosa según la reivindicación 1, en la que el quitosán reacetilado está comprendido en una cantidad de 0,5 a 3,0% p/p, sobre la base de la composición total.

3. Composición de quitosán neutralizado termoestable acuosa según la reivindicación 1 ó 2, en la que el grado de desacetilación del quitosán reacetilado es de 45 a 65%.

4. Composición de quitosán neutralizado termoestable acuosa según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que el peso molecular del quitosán reacetilado no es inferior a 200 kDa.

5. Composición de quitosán neutralizado termoestable acuosa según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en la que el agente acomplejante está comprendido en una cantidad de 5 a 15% p/p, sobre la base de la composición total.

6. Composición de quitosán neutralizado termoestable acuosa según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en la que el agente acomplejante es una poliosa.

7. Composición de quitosán neutralizado termoestable acuosa según la reivindicación 6, en la que la poliosa se selecciona de entre monosacáridos y disacáridos.

8. Composición de quitosán neutralizado termoestable acuosa según la reivindicación 7, en la que la poliosa es un monosacárido seleccionado de entre D-glucosa, fructosa y tagatosa.

9. Composición de quitosán neutralizado termoestable acuosa según la reivindicación 7, en la que la poliosa es un disacárido seleccionado de entre trehalosa, sacarosa, maltosa y lactosa.

10. Composición de quitosán neutralizado termoestable acuosa según la reivindicación 9, en la que el disacárido es la trehalosa.

11. Composición de quitosán neutralizado termoestable acuosa según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en la que el agente acomplejante es un poliol derivado de una poliosa seleccionado de entre glicerol, manitol, sorbitol, xilitol, eritritol, lactitol y maltitol.

12. Liofilizado obtenido liofilizando la composición de quitosán neutralizado termoestable acuosa según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, excepto la composición que contiene glicerol como agente acomplejante.

13. Procedimiento para producir la composición de quitosán neutralizado termoestable acuosa según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, que comprende las etapas siguientes:

a) solubilizar una cantidad apropiada de un quitosán reacetilado que presenta un peso molecular general no inferior a 100 kDa y un grado de desacetilación de 40-70%, en un medio acuoso de HCl y enfriar dicha solución de quitosán ácida, hasta una temperatura inferior a 5ºC;

b) neutralizar la solución de quitosán enfriada obtenida en la etapa a) añadiendo una base hidroxilada acuosa previamente enfriada hasta una temperatura inferior a 5ºC a la solución de quitosán enfriada hasta que la solución enfriada de quitosán presente un pH de 6,7 a 7,1;

c) añadir una cantidad apropiada de un agente acomplejante seleccionado de entre poliosas y polioles derivados de poliosas durante o después de la etapa a) de solubilización, o antes, durante o después de la etapa b) de neutralización, y

d) opcionalmente, congelar la composición de quitosán neutralizado termoestable acuosa obtenida.

14. Procedimiento según la reivindicación 13, que comprende además una etapa de esterilización del quitosán reacetilado antes de la etapa a) de solubilización.

15. Procedimiento según la reivindicación 13 ó 14, en el que en la etapa b), la base hidrolizada es NaOH.

16. Procedimiento para producir el liofilizado según la reivindicación 12, que comprende liofilizar la composición de quitosán neutralizado termoestable acuosa obtenida por el procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 13 a 15, con la condición de que la composición no contenga glicerol como agente acomplejante.

17. Utilización de la composición de quitosán neutralizado termoestable acuosa según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, para la preparación de un sistema de suministro de fármacos.

18. Utilización de la composición de quitosán neutralizado termoestable acuosa según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, para la preparación de una formulación inyectable.

19. Utilización del liofilizado según la reivindicación 12, para la preparación de un sistema de suministro de fármacos.

20. Utilización del liofilizado según la reivindicación 12, para la preparación de una formulación inyectable.