MATERIAL COMPUESTO, ESPECIALMENTE PARA USO MEDICO, Y PROCEDIMIENTO PARA PRODUCIR EL MATERIAL.

Un material compuesto, que comprende: una primera capa autosoportada,

que comprende un primer material que es insoluble, reabsorbible y no gelificable bajo condiciones fisiológicas; y una segunda capa, producida sobre la base de un segundo material que contiene gelatina, reticulado, teniendo la segunda capa una estructura porosa principalmente abierta

Material compuesto, especialmente para uso médico, y procedimiento para producir el material.

La presente invención se refiere a un material compuesto biocompatible, reabsorbible, que se usa en particular como un material de matriz en el campo de la medicina humana y veterinaria. Los materiales de este tipo pueden usarse libres de células o también poblados de células.

Además, la invención se refiere a un procedimiento para producir un material compuesto de esta clase.

Finalmente, la invención se refiere a implantes, en particular implantes de células y tejidos, que se producen usando el material compuesto, y al uso de estos implantes para el tratamiento del cuerpo humano o animal.

En el caso de daño a muchos tejidos humanos o animales, que puede ser causado tanto por enfermedad como por herida, los implantes capaces de reabsorberse se usan para soportar el proceso de curación. Esto promueve la regeneración del tejido en cuestión en el sentido de que cumple con una función de protección mecánica para el tejido recién formado y/o proporciona una matriz que promueve el desarrollo celular.

Un campo importante de uso para los implantes de este tipo es el tejido de cartílago. Este consiste de condrocitos (células de cartílago) y de la matriz extracelular sintetizada por estas células, que está construida principalmente de colágeno y proteoglicanos. Dado que la sangre no fluye a través del cartílago, que es predominantemente nutrido por difusión y no tiene acceso directo a las poblaciones de células regenerativas cuando ha terminado la función epifisaria, el cartílago sólo tiene capacidad limitada para la regeneración intrínseca. La curación autónoma del daño del cartílago por lo tanto sólo es posible hasta un grado limitado, sobre todo en el caso de los adultos, y se observa rara vez. Los defectos del cartílago pueden ocurrir debido a heridas o a efectos degenerativos, y sin la intervención biológicamente reconstructiva, con frecuencia conducen a un ulterior avance del daño del cartílago, hasta llegar a la osteoartritis destructiva.

En el caso de una forma específica de tratamiento para el daño en cartílago que se describe arriba, los condrocitos son primeramente cultivados in vitro sobre un implante reabsorbible, usando una solución nutriente. La construcción portadora de células producida de este modo es luego insertada en el sitio del cartílago faltante o dañado. Los condrocitos cultivados se toman previamente del propio paciente, de manera que este procedimiento también puede ser llamado trasplante de células autólogas de cartílago. Después del implante, las células producen una nueva matriz extracelular y así conducen a la curación del defecto. El material portador es descompuesto (reabsorbido) en el curso de la regeneración. Aparte del uso de condrocitos autólogos, también puede contemplarse el implante de condrocitos alogénicos o el uso de células madre que han sido previamente diferenciadas condrogénicamente (autóloga o alogénicamente) in vitro, y actualmente es avaluada en investigación preclínica y experimental en animales para su utilización clínica en humanos.

Junto con el trasplante de condrocitos autólogos, los procedimientos de estimulación de la médula ósea, tales como la microfractura o la perforación, proporcionan otra terapia clínicamente establecida que tiene un propósito biológicamente reconstructivo en el caso de daño en el cartílago. En estos procedimientos, la placa de hueso subcondrial se perfora con pequeños trépanos en punta o taladros, después de la desbridación previa, en virtud de lo cual tiene lugar el flujo sanguíneo en la región del defecto, formándose un coágulo de sangre. En el curso posterior de los eventos, a partir del coágulo de sangre se desarrolla un cartílago fibroso (o el así llamado súper coágulo), que en muchos casos conduce al relleno del defecto y al alivio del problema. Los resultados de este procedimiento también pueden ser mejorados con el uso de matrices adecuadas y biocompatibles. El biomaterial usado fija, en la región del defecto, al súper coágulo que se ha desarrollado, lo protege de la ruptura, y actúa como una matriz primaria para las células que migran por la vía sanguínea, para sanar el defecto.

Otro campo de uso para los biomateriales está en el tratamiento de rupturas de la cabeza giratoria del hombro o el tratamiento de la degeneración parcial del manguito de los rotadores. Aunque ya se conocen biomateriales libres de células para estas indicaciones, estos tienen sin embargo la desventaja de que, sin la población previa con células, no pueden contribuir activamente a la regeneración. Para vitalizar el material, debe tomarse tejido para siembra mediante biopsia. Las células pueden entonces ser aisladas in vitro, cultivadas, sembradas en un biomaterial adecuado e implantadas, junto con el biomaterial, en la región del defecto.

Otro uso para un biomaterial poblado con células es la regeneración ósea, por ejemplo en la región del maxilar para aumento del seno, usando células autólogas precultivadas del periostio o células madre mesenquimales, que son sembradas en la matriz.

Además de en las indicaciones mencionadas hasta ahora, los biomateriales también pueden usarse en conexión con o sin población celular previa para el tratamiento y la curación de heridas crónicas, daños en la piel o quemaduras de la piel.

Para que los biomateriales adecuados para las indicaciones y procedimientos arriba descritos puedan usarse en humanos o animales, debe cumplirse sin embargo con una serie de requerimientos. Entre estos es de gran importancia, antes que nada, la biocompatibilidad del material, es decir, no debería haber reacciones de inflamación, reacciones de rechazo u otras reacciones inmunes después del implante. Además, el material no deberá ejercer efecto negativo en el desarrollo o en el metabolismo de las células trasplantadas o migrantes y debería ser completamente reabsorbido en el cuerpo después de un tiempo específico. Además, el material deberá tener una estructura tal que sea poblado y penetrado por las células tan uniformemente como sea posible.

Al mismo tiempo, también deben estipularse altas demandas en las propiedades mecánicas del material usado. El manejo seguro del material durante el implante, sin que este se dañe, sólo puede asegurarse mediante una alta resistencia mecánica. En particular, esta resistencia también debe ser proporcionada para los implantes de tejido que ya hayan sido poblados con las células.

Los desarrollos recientes muestran que estas demandas parecen ser mejor cumplidas por los materiales compuestos de capas múltiples. Por ejemplo, en el documento WO 99/19005 se describe una membrana de capas múltiples que comprende: una capa de matriz de colágeno tipo II con una textura parecida a esponja y al menos una capa de barrera con una textura cerrada, relativamente impermeable.

En el artículo "EGF containing gelatin-based wound dressing" de K. Ulubayram y col. (Biomaterials (2001) 22, 1345-1356) se describe un material compuesto de doble capa, que comprende una capa interior porosa de gelatina reticulada que contiene un factor de crecimiento para favorecer la cicatrización de heridas y una capa exterior de una membrana elastómera de poliuretano que sirve para proteger la herida.

La solicitud de patente internacional WO 2006/045330 A1 (artículo 54(3) del CPE) da a conocer un implante para el tratamiento de defectos del cartílago que comprende una primera capa y una segunda capa, comprendiendo la primera capa una estructura membranosa y la segunda capa una estructura esponjosa. El material de la segunda capa puede comprender, por ejemplo, colágeno, ácido hialurónico, alginato, quitosano o gelatina.

La solicitud de patente internacional WO 2005/111121 A2 (artículo 54(3) CPE) da a conocer un procedimiento para preparar cuerpos moldeados a base de gelatina reticulada que se basa en reticular la gelatina en dos etapas. Respecto a los cuerpos moldeados preparados de este modo, puede tratarse, entre otros, de láminas, esponjas o materiales compuestos de láminas y esponjas. En la Patente EP 1 263 485 B1, se describe un material biocompatible de capas múltiples, que tiene una primera y una segunda capas con matrices de colágeno biocompatible.

El colágeno es un material natural con resistencia relativamente alta, sobre cuya base pueden producirse implantes con buenas propiedades mecánicas y buena capacidad de manejo. Por otra parte, el uso del colágeno como una matriz para las células tiene sin...

1. Un material compuesto, que comprende: una primera capa autosoportada, que comprende un primer material que es insoluble, reabsorbible y no gelificable bajo condiciones fisiológicas; y una segunda capa, producida sobre la base de un segundo material que contiene gelatina, reticulado, teniendo la segunda capa una estructura porosa principalmente abierta.

2. El material compuesto de conformidad con la reivindicación 1, en el que el primer material insoluble, reabsorbible y no gelificable es un material plano con base de colágeno.

3. El material compuesto de conformidad con la reivindicación 2, en el que el material plano con base de colágeno es una membrana natural de origen animal.

4. El material compuesto de conformidad con la reivindicación 3, en el que la membrana animal es una membrana de pericardio.

5. El material compuesto de conformidad con alguna de las reivindicaciones 2 a 4, en el que la membrana animal tiene un lado rugoso que está orientado hacia la segunda capa.

6. El material compuesto de conformidad con la reivindicación 1, en el que el primer material comprende un material de refuerzo.

7. El material compuesto de conformidad con la reivindicación 6, en el que el material de refuerzo se ha seleccionado de entre materiales de refuerzo en partículas y/o moleculares.

8. El material compuesto de conformidad con la reivindicación 6 ó 7, en el que la primera capa comprende una matriz en la cual está integrado el material de refuerzo del primer material.

9. El material compuesto de conformidad con la reivindicación 8, en el que la matriz está producido sobre la base de un material que contiene gelatina reticulado.

10. El material compuesto de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que la segunda capa presenta una estructura fibrosa.

11. El material compuesto de conformidad con la reivindicación 10, en el que la estructura fibrosa es un tejido, un género de punto o una napa.

12. El material compuesto de conformidad con alguna de las reivindicaciones 1 a 9, en el que la segunda capa presenta una estructura de esponja.

13. El material compuesto de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en el que además comprende una tercera capa unida a la segunda capa.

14. El material compuesto de conformidad con la reivindicación 13, en el que la tercera capa está producida sobre la base de un material que contiene gelatina.

15. El material compuesto de conformidad con la reivindicación 13 ó 14, en el que la tercera capa tiene una estructura sustancialmente cerrada.

16. El material compuesto de conformidad con la reivindicación 13 ó 14, en el que la tercera capa tiene una estructura porosa, cuyo diámetro promedio de poro es menor que el diámetro promedio de poro de la estructura de la segunda capa.

17. Un procedimiento para producir un material compuesto de conformidad con alguna de las reivindicaciones 1 a 16, que comprende:

- proporcionar una primera capa autosoportada que comprende un primer material que es insoluble, reabsorbible y no gelificable bajo condiciones fisiológicas;

- producir una segunda capa basada en un segundo material que contiene gelatina reticulado, de modo que la segunda capa tenga una estructura porosa principalmente abierta; y

- unir la primera y la segunda capas, formando el material compuesto.

18. El procedimiento de conformidad con la reivindicación 17, que comprende los pasos de:

19. El procedimiento de conformidad con la reivindicación 18, que comprende además el paso de:

20. El procedimiento de conformidad con la reivindicación 18 ó 19, en el que la reticulación en el paso g) se realiza mediante la acción de un agente reticulante en fase gaseosa.

21. El procedimiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 18 a 20, en el que el material compuesto se somete a un postratamiento térmico a presión reducida.

22. El procedimiento de conformidad con alguna de las reivindicaciones 17 a 21, que además comprende la aplicación de una tercera capa a la segunda capa del material compuesto.

23. El uso de un material compuesto de conformidad con alguna de las reivindicaciones 1 a 16, para el cultivo de células in vitro.

24. El uso de un material compuesto de conformidad con alguna de las reivindicaciones 1 a 16, para la fabricación de implantes.

25. Un implante que comprende un material compuesto de conformidad con alguna de las reivindicaciones 1 a 16 y células que están integradas en la segunda capa.

26. Un implante que comprende un material compuesto de conformidad con alguna de las reivindicaciones 1 a 16 y células que están cultivadas en la segunda capa.