Fibra porosa que comprende un polímero soluble en un disolvente hidrofóbico y un compuesto orgánico que tiene una serie de grupos hidróxilo,

y que tiene un diámetro promedio de fibras de 0,1-20 µm y un porcentaje de huecos mínimo de 5%, en el que el peso molecular promedio en número del compuesto orgánico que tiene una serie de grupos hidróxilo no es menor de 62 ni superior a 300, y en el que las fibras porosas tienen orificios aislados y/o continuos en partes internas de la fibra

Fibra porosa, estructura de fibras porosa y procedimiento de fabricación de la misma.

Sector técnico

La presente invención se refiere a una fibra porosa fabricada sin necesidad de solución de coagulación, a una estructura de fibras realizada a base de las fibras porosas y a un procedimiento para la fabricación de la estructura de fibras.

Más particularmente, la presente invención se refiere a una fibra porosa que comprende principalmente un polímero hidrofóbico soluble en un disolvente y un compuesto orgánico que contiene una serie de grupos hidróxilo, una estructura de fibras fabricada a partir de las fibras porosas y un método para la fabricación de la estructura de fibras.

Antecedentes técnicos

En los sectores de la técnica de tejidos se utiliza en algunos casos una estructura porosa como matriz (armazón) cuando se cultivan las células. Como estructura porosa, se conocen un producto liofilizado de un material orgánico bioabsorbible, una estructura esponjosa y una estructura de fibras (ver por ejemplo, la literatura no de patente 1). Estas estructuras porosas deben tener afinidad a las células, biodegradabilidad, seguridad y otras características. El ácido poliglicólico, que es utilizado para suturas quirúrgicas, etc. tiene excelente biocompatibilidad, biodegradabilidad y seguridad y se está estudiando una estructura de fibras realizada a base de ácido poliglicólico para su utilización como matriz (ver, por ejemplo, literatura no de patente 1).

No obstante, los diámetros de fibras obtenidos utilizando métodos convencionales son demasiados grandes y las áreas superficiales sobre las que se pueden adherir las células no son suficientes. A efectos de aumentar las áreas superficiales, son deseables estructuras de fibra con fibras más finas.

Por otra parte, como procedimiento de fabricación para una estructura de fibras que tiene fibras más finas, se conoce la electrocentrifugación (ver, por ejemplo, literatura de patente 1 y 2). El procedimiento de electrocentrifugación comprende las etapas de introducción de un líquido, por ejemplo, una solución de un material que puede formar una estructura fibrosa, en un campo eléctrico, llevando la solución hacia un electrodo por medio de la fuerza eléctrica y formando un material fibroso.

Usualmente, el material fibroso se endurece mientras la solución es desplazada. El endurecimiento es llevado a cabo, por ejemplo, por medio de refrigeración (por ejemplo, en casos en los que la solución a centrifugar es sólida a temperatura ambiente), endurecimiento químico (tratamiento con un vapor de endurecimiento), vaporización del disolvente y otras.

Además, el material fibroso obtenido es recogido sobre un colector situado adecuadamente, desde el cual se puede retirar en caso necesario. Además, la electrocentrifugación puede obtener un material fibroso no tejido directamente y, por lo tanto, la operación del procedimiento es simple y fácil de llevar a cabo, es decir, no hay necesidad de formar fibras por una parte y a continuación formar una estructura de fibras adicionalmente.

Es conocida la utilización de una estructura de fibras obtenida mediante electrocentrifugación como matriz para cultivo de células. Por ejemplo, se encuentra actualmente sometido a investigación el fabricar una estructura de fibras a partir de ácido poliláctico, utilizando electrocentrifugación, y regenerar vasos sanguíneos por cultivo de células de músculos lisos sobre la estructura de fibras (ver, por ejemplo, literatura no de patente 2).

No obstante, las estructuras de fibra obtenidas utilizando electrocentrifugación son apropiadas para conseguir una estructura densa con distancias cortas entre fibras, dado que las fibras tienen diámetros finos. Cuando se utiliza la estructura de fibras como matriz para el cultivo de células, las células que han proliferado se acumulan sobre las superficies de las fibras que forman la estructura de fibras, las superficies de la estructura de fibras son recubiertas por las células al avanzar el cultivo y las superficies son recubiertas por completo finalmente. Como resultado, se hace difícil que una solución que contiene nutrientes, etc. se desplace suficientemente hacia dentro de las partes internas de la estructura de las fibras y ello provoca el problema por el que solamente secciones situadas cerca de la superficie pueden permitir llevar a cabo el cultivo de las células.

Como medio para posibilitar que una solución que contiene nutrientes, etc. se desplace a las superficies de las fibras que forman la estructura de las fibras durante el cultivo de las células, se ha propuesto hacer las fibras porosas en sí mismas.

Por ejemplo, ha habido informes de electrocentrifugación de una estructura de fibras que tiene poros regulares sobre superficies de fibras a partir de una solución que contiene un disolvente vaporizable (ver literatura no de patente 3 y literatura de patente 3). No obstante, utilizando este método, la estructura de fibras formada tiene poros solamente sobre superficies de las fibras y es difícil llegar a hacer porosas las fibras internas.

También se ha informado de un método que forma fibras porosas por electrocentrifugación de una estructura de fibras a partir de una solución que contiene un polímero hidrofílico y un polímero hidrofóbico y extrae el polímero hidrofílico al sumergir en agua la estructura de fibras obtenida en (ver literatura no de patente 4 y literatura de patentes 3).

No obstante, el funcionamiento de este método es complicado dado que se requiere un tratamiento de inmersión en agua. Además, las fibras porosas obtenidas finalmente están compuestas sustancialmente sólo del polímero hidrofóbico y se presenta el problema de que no se puede controlar la hidrofilicidad de la estructura de fibras.

[Literatura de patentes 1] JP-A 63-145465 (JP-A significa publicación japonesa de patente no examinada).

[Literatura de patentes 2] JP-A 2002-249966.

[Literatura de patentes 3] Folleto de la publicación internacional nº 02/16680.

[Literatura no de patentes 1] Tissue Engineering, página 258, la traducción fue supervisada por el equipo representado por Noriya Oono y Masuo Aizawa, NTS INC., 31 de Enero de 2002.

[Literatura no de patentes 2] Joel D. Stitzel, Kristin J. Pawlowski, Gary E. Wnek, David G Simpson y Gary L. Bowlin, Journal of Biomaterials Applications 2001, vol. 16, USA, páginas 22-33.

[Literatura no de patentes 3] Michael Bognitzki, Wolfgang Czado, Thomas Frese, Andreas Schaper, Michael Hellwig, Martin Steinhart, Andreas Greiner y Joechim H. Wendroff, Journal of Advanced Materials 2001, vol. 13, USA, páginas 70-72.

[Literatura no de patentes 4] Michael Bognitzki, Thomas Frese, Martin Steinhart, Andreas Greiner y Joachim H. Wendroff, Polymer Engineering and Science 2001, vol. 41, USA, páginas 982-989.

Materia de la invención

El primer objetivo de la presente invención consiste en dar a conocer un material adecuado para matriz de cultivo de células en el sector de la ingeniería de tejidos y particularmente dar a conocer fibras y una estructura de fibras realizada a partir de aquél en el que una solución que contiene nutrientes, etc., necesaria para el cultivo de las células, se pueda desplazar fácilmente hacia dentro de la parte del conjunto de células que crecen sobre la estructura de fibras.

Es un segundo objetivo de la presente invención el dar a conocer un procedimiento de fabricación con el cual se puede obtener una estructura porosa de fibras obtenida de forma hidrofílica sin necesidad de procesos complicados, tales como extracción y similares.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 es un diagrama esquemático que representa un equipo de fabricación y muestra una forma del método de fabricación de la presente invención.

La figura 2 es un diagrama esquemático que representa un tipo de fabricación y muestra una modalidad del procedimiento de fabricación de la presente invención.

La figura 3 es una micrografía electrónica que muestra superficies de una estructura de fibras obtenida con la operativa del ejemplo 1 (a un aumento de X2.000).

La figura 4 es una micrografía electrónica que muestra una sección de una fibra obtenida mediante la operativa del ejemplo 1 (a...

1. Fibra porosa que comprende un polímero soluble en un disolvente hidrofóbico y un compuesto orgánico que tiene una serie de grupos hidróxilo, y que tiene un diámetro promedio de fibras de 0,1-20 µm y un porcentaje de huecos mínimo de 5%, en el que el peso molecular promedio en número del compuesto orgánico que tiene una serie de grupos hidróxilo no es menor de 62 ni superior a 300, y en el que las fibras porosas tienen orificios aislados y/o continuos en partes internas de la fibra.

2. Fibra porosa, según la reivindicación 1, en la que el disolvente hidrofóbico es un hidrocarburo que contiene elementos halógenos.

3. Fibra porosa, según la reivindicación 2, en la que el hidrocarburo que contiene elementos halógenos es seleccionados entre el grupo que consiste en cloruro de metileno, cloroformo, dicloroetano, tetracloroetano, tricloroetano, dibromometano y bromoformo.

4. Fibra porosa, según la reivindicación 1, en la que el polímero soluble en un disolvente hidrofóbico es seleccionado del grupo que consiste en ácido poliláctico, policaprolactona, policarbonatos, poliestireno y poliarilatos.

5. Estructura de fibras que comprende fibras porosas, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4.

6. Procedimiento para la fabricación de una estructura de fibras que comprende fibras porosas que tienen un diámetro promedio de fibras de 0,1-20 µm y un porcentaje de huecos, como mínimo, de 5%, que comprende una etapa en la que se produce una solución por disolución de un polímero soluble en un disolvente hidrofóbico y un compuesto orgánico que tiene una serie de grupos hidróxilo en un disolvente hidrofóbico, una etapa en la que la solución es centrifugada por electrocentrifugación y una etapa en la que se obtiene una estructura de fibras acumulada sobre un colector, en el que el peso molecular promedio en número del compuesto orgánico que tiene una serie de grupos hidróxilo no es menor de 62 ni superior a 300, y en el que la fibra porosa tiene orificios aislados y/o contenidos en partes internas de la fibra.

7. Procedimiento para la fabricación de la estructura de fibras, según la reivindicación 6, en el que el disolvente hidrofóbico es un hidrocarburo que contiene elementos halógenos.

8. Procedimiento para la producción de una estructura de fibras, según la reivindicación 7, en el que el hidrocarburo que contiene elementos halógenos es seleccionado entre el grupo que consiste en cloruro de metileno, cloroformo, dicloroetano, tetracloroetano, tricloroetano, dibromometano y bromoformo.