MATERIALES POLIMERICOS MACROPOROSOS O MESO/MACROPOROSOS OBTENIDOS EN EMULSIONES CONCENTRADAS Y ALTAMENTE CONCENTRADAS.
Materiales poliméricos macroporosos o meso/macroporosos obtenidos en emulsiones concentradas y altamente concentradas.
Materiales macroporosos y meso/macroporosos obtenidos de polímeros, biocompatibles o no, mediante un procedimiento que utiliza emulsiones concentradas o altamente concentradas. Además, la invención se refiere a las aplicaciones de dichos materiales, sobre todo, como vehículo para la cesión de principios activos u otras sustancias, los implantes biomédicos, y el uso como absorbente o como filtro en procesos de purificación, extracción o separación
Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P200930038.
Solicitante: CONSEJO SUPERIOR DE INVESTIGACIONES CIENTIFICAS (CSIC).
Nacionalidad solicitante: España.
Provincia: MADRID.
Inventor/es: ERRA SERRABASA,PILAR, SOLANS MARSA,CONCEPCION, ESQUENA MORET,JORDI, VILCHEZ MALDONADO,SUSANA, MIRAS HERNANDEZ,JONATHAN.
Fecha de Solicitud: 3 de Abril de 2009.
Fecha de Publicación: .
Fecha de Concesión: 29 de Agosto de 2011.
Clasificación Internacional de Patentes:
- A61K47/36 NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA. › A61 CIENCIAS MEDICAS O VETERINARIAS; HIGIENE. › A61K PREPARACIONES DE USO MEDICO, DENTAL O PARA EL ASEO (dispositivos o métodos especialmente concebidos para conferir a los productos farmacéuticos una forma física o de administración particular A61J 3/00; aspectos químicos o utilización de substancias químicas para, la desodorización del aire, la desinfección o la esterilización, vendas, apósitos, almohadillas absorbentes o de los artículos para su realización A61L; composiciones a base de jabón C11D). › A61K 47/00 Preparaciones medicinales caracterizadas por los ingredientes no activos utilizados, p. ej. portadores o aditivos inertes; Agentes de direccionamiento o agentes modificadores enlazados químicamente al ingrediente activo. › Polisacáridos; Sus derivados, p. ej. gomas o resinas, almidón, alginato, dextrina, ácido hialurónico, quitosano, inulina, agar o pectina.
- B01D39/14 TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES. › B01 PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL. › B01D SEPARACION (separación de sólidos por vía húmeda B03B, B03D, mesas o cribas neumáticas B03B, por vía seca B07; separación magnética o electrostática de materiales sólidos a partir de materiales sólidos o de fluidos, separación mediante campos eléctricos de alta tensión B03C; aparatos centrifugadores B04B; aparato de vórtice B04C; prensas en sí para exprimir los líquidos de las sustancias que los contienen B30B 9/02). › B01D 39/00 Sustancia filtrante para fluidos líquidos o gaseosos. › Otras sustancias filtrantes autoportantes.
Clasificación PCT:
- A61K47/36 A61K 47/00 […] › Polisacáridos; Sus derivados, p. ej. gomas o resinas, almidón, alginato, dextrina, ácido hialurónico, quitosano, inulina, agar o pectina.
- B01D39/14 B01D 39/00 […] › Otras sustancias filtrantes autoportantes.
- C08B37/08 QUIMICA; METALURGIA. › C08 COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION O PRODUCCION QUIMICA; COMPOSICIONES BASADAS EN COMPUESTOS MACROMOLECULARES. › C08B POLISACARIDOS; SUS DERIVADOS (polisacáridos que contienen menos de seis radicales sacáridos unidos entre sí por enlaces glucosídicos C07H; procesos de fermentación o procesos que utilizan enzimas C12P 19/00; producción de celulosa D21). › C08B 37/00 Preparación de polisacáridos no previstos en los grupos C08B 1/00 - C08B 35/00; Sus derivados (celulosa D21). › Quitina; Sulfato de condroitín; Acido hialurónico; Sus derivados.
PDF original: ES-2347214_A1.pdf
Fragmento de la descripción:
Materiales poliméricos macroporosos o meso/macroporosos obtenidos en emulsiones concentradas y altamente concentradas.
La presente invención se refiere a materiales macroporosos y meso/macroporosos obtenidos de polímeros, biocompatibles o no, mediante un procedimiento que utiliza emulsiones concentradas o altamente concentradas, y cuyas aplicaciones más destacadas incluyen la de vehículo para la cesión de principios activos u otras sustancias, los implantes biomédicos, y el uso como absorbente o como filtro en procesos de purificación y/o extracción, como por ejemplo en la purificación de aguas, en la separación de solutos, como absorbente de metales, colorantes u otros compuestos químicos o biológicos, etc. Por tanto, la presente invención se puede encuadrar en el sector químico y farmacéutico.
Estado de la técnica
Existe una gran variedad de materiales porosos del tipo poliuretano expandido, con tamaños de poro del orden de micras o milímetros. Estos materiales se preparan utilizando espumas como plantillas, mediante la adición de un gas que forma burbujas en el seno de un líquido. Otros métodos para la preparación de estructuras porosas interconectadas son la utilización de fluidos supercríticos y emulsiones concentradas y altamente concentradas. Este último método permite la preparación de materiales porosos mediante polimerización en la fase continua seguida de la eliminación de la fase interna. La preparación de espumas sólidas macroporosas utilizando emulsiones altamente concentradas como plantillas, fue descrita en 1982 en una patente europea EP0060138 (N.R. Cameron, D.C. Sherrington, Adv. Polym. Sci., 1996, 126, 163-213).
Generalmente, se consideran emulsiones concentradas las que poseen una fracción de volumen de la fase dispersa entre el 20% y el 74%. Las emulsiones altamente concentradas, también denominadas emulsiones-gel, se caracterizan por poseer fracciones de volumen de la fase dispersa superiores al 74%, límite correspondiente al empaquetamiento máximo de esferas monodispersas (K.J. Lissant, J. Colloid. Interface Sci., 1966, 22, 462). Este tipo de emulsiones se emplea habitualmente en formulaciones farmacéuticas, cosméticas y alimentarias, sin embargo, una de las aplicaciones de mayor proyección actual y futura es su utilización como plantillas para la preparación de estructuras porosas avanzadas.
Se han desarrollado métodos en dos etapas para obtener materiales con propiedades duales meso/macroporosas mediante la utilización de emulsiones altamente concentradas como plantillas (H. Maekawa, et al., Adv. Materials, 2003, 15:591-596; C. Solans, J. Esquena and N. Azemar, Current Opinión in Colloids and Interface Science, 2003, 8, 156-163). Estos materiales son de tipo inorgánico o polímeros sintéticos, los cuales se forman en los moldes de emulsiones altamente concentradas a partir de sus precursores monómericos, teniendo lugar las reacciones químicas en la fase externa de las mismas utilizando polimerización radicalaria (E.Ruckenstein, Advances in Polymer Science, 1997,127, pág. 3-58).
Por otro lado, existen materiales tales como las zeolitas o materiales micro/mesoporosos con elevada superficie específica pero con pequeño volumen de poro. Este hecho limita su uso en aplicaciones en las que estén implicadas moléculas de gran tamaño como polímeros, enzimas, etc. Por lo tanto, la obtención de materiales con la inclusión de macroporos permitiría la difusión de moléculas de peso molecular elevado.
Descripción de la invención
La presente invención sirve para la obtención de materiales macroporosos, y preferiblemente, materiales meso/macroporosos, de gran interés debido a que pueden aplicarse en múltiples campos en los que intervengan procesos como filtración, adsorción, liberación de fármacos u otros compuestos, inmobilización de enzimas, implantes o ingeniería de tejidos, entre otros. Además, los materiales meso/macroporosos presentan ventajas respecto a aquéllos que únicamente muestran un tamaño de poro ya que se mejora la difusión de sustancias.
Estos materiales macroposos o meso/macroporosos están basados en polímeros que contienen en su estructura química grupos amino, los cuales puedan ser parcial o totalmente reticulados, mediante agentes reticulantes, naturales o sintéticos, adicionados a la fase externa de emulsiones concentradas. De esta forma se obtienen materiales, que pueden ser biocompatibles, con algunas de sus propiedades mejoradas debido a la reticulación o entrecruzamiento.
Por tanto, un aspecto de la presente invención se refiere a un procedimiento para la obtención de un material polimérico reticulado que contiene grupos amino, con estructura macroporosa o meso/macroporosa, caracterizado porque comprende la adición de uno o varios polímeros y un agente reticulante en la fase acuosa de una emulsión concentrada, o altamente concentrada, de tipo aceite en agua (o/w) (a partir de ahora procedimiento de la invención). Esta emulsión es utilizada como plantilla y comprende al menos un tensioactivo, un componente acuoso y un componente oleoso.
Los polímeros utilizados en la presente invención pueden ser tanto de origen natural como sintético.
En una realización preferida del procedimiento de la presente invención, el polímero es biocompatible, y más preferiblemente es un biopolímero.
Se entiende por "biocompatibles" los materiales que pueden implantarse en un ser viviente, especialmente en el ser humano, y, por tanto, no son tóxicos, perjudiciales o producen una respuesta inmunológica en el organismo.
Se entiende por "biopolímeros" en la presente invención, aquellos polímeros que contengan grupos amino, como por ejemplo polisacáridos (por ejemplo, y no limitativamente, quitina, quitosano o derivados de los mismos), así como proteínas tales como queratina, poli-L-lisina, gelatina o colágeno. Además, también se pueden utilizar otros polímeros que contengan grupos amino en posición terminal (como por ejemplo, y no limitativamente, poliaminas y poliamidas, como nylon) o en posición lateral.
El quitosano es un biopolímero natural obtenido por desacetilación de la quitina. La quitina es un polímero muy abundante en la naturaleza ya que la encontramos en el exoesqueleto de crustáceos e insectos y en otros organismos como la sepia, el calamar y los hongos. Tanto la quitina como el quitosano están formados por unidades de N-acetil-glucosamina y N-glucosamina unidas mediante enlace β-[1
Los agentes reticulantes, pueden ser naturales o sintéticos, y pueden ser por ejemplo, no limitativamente, glutaraldehído, formaldehído, compuestos epoxi, ácidos carboxílicos o genipina. Preferiblemente, los agentes reticulantes pueden ser los di- o triácidos carboxílicos o la genipina, por ser biocompatibles. La genipina es un agente reticulante natural que se obtiene de las semillas de la gardenia. Se han realizado estudios en los que se muestra que la genipina es de 5000 a 10000 veces menos citotóxica que el glutaraldehído (Sung et al., J. Biomed. Mater. Res., 1998, 42 (4), 568).
La reticulación se fundamenta preferiblemente en la reacción de los grupos amino del polímero con los agentes reticulantes, formándose preferentemente grupos amida que entrelazan cadenas del polímero bajo condiciones experimentales suaves.
En otra realización preferida del procedimiento de la invención, la relación agente reticulante/polímero (peso/peso) se encuentra entre 0,0005 y 5. Más preferiblemente, dicha relación varía entre 0,05 y 2,5.
Las emulsiones concentradas y altamente concentradas utilizadas en el procedimiento de la invención son emulsiones conocidas por cualquier experto en la materia y que comprenden:
- una fase externa acuosa u oleosa;
- una fase interna oleosa o acuosa; y
- un tensioactivo o mezcla de tensioactivos, que pueden ser no iónicos, aniónicos, catiónicos o anfóteros; preferiblemente el tensioactivo está en una proporción, en peso, entre el 0,001% y el 50% con respecto a la emulsión total, y más preferiblemente... [Seguir leyendo]
Reivindicaciones:
1. Procedimiento para la obtención de un material polimérico reticulado que contiene grupos amino, con estructura macroporosa o meso/macroporosa, que comprende:
2. Procedimiento según la reivindicación 1, donde el polímero, es de origen natural o sintético, y se selecciona del grupo que comprende quitina, quitosano, queratinas, poli-L-lisina, colágeno, gelatina, poliaminas, poliamidas, cualquiera de sus derivados o cualquiera de sus combinaciones.
3. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, donde el agente reticulante se selecciona de la lista que comprende glutaraldehído, formaldehído, un compuesto con grupos epoxi, un ácido orgánico carboxílico o genipina.
4. Procedimiento según la reivindicación 3, donde el agente reticulante es un diácido o triácido orgánico carboxílico o genipina.
5. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, donde la relación agente reticulante/polímero (peso/peso) se encuentra entre 0,0005 y 5.
6. Procedimiento según la reivindicación 5, donde la relación agente reticulante/polímero se encuentra entre 0,05 y 2,5.
7. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, donde la fase oleosa de la emulsión está en una proporción entre el 20% y el 99% en peso con respecto a la emulsión total.
8. Procedimiento según la reivindicación 7, donde la fase oleosa de la emulsión está en una proporción entre el 60% y el 90% en peso con respecto a la emulsión total.
9. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, donde el tensioactivo utilizado en la preparación de la emulsión es no iónico o catiónico.
10. Procedimiento según la reivindicación 9, donde el tensioactivo está en una proporción entre el 0,001% y el 50% en peso con respecto a la emulsión total.
11. Procedimiento según la reivindicación 10, donde el tensioactivo está en una proporción entre el 1% y el 30% en peso con respecto a la emulsión total.
12. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, que comprende mantener la emulsión obtenida en el paso (a) a una temperatura entre 5ºC y 90ºC.
13. Procedimiento según la reivindicación 12, que comprende mantener la emulsión obtenida en paso (a) a una temperatura de entre 12ºC y 60ºC.
14. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, que además comprende:
15. Material de estructura macroporosa o meso/macroporosa reticulada, de densidad inferior a 0,4 g/mL, constituido por al menos un polímero que contiene grupos amino, obtenible por el procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14.
16. Material según la reivindicación 15, donde la densidad es inferior a 0,05 g/mL.
17. Uso del material según cualquiera de las reivindicaciones 15 ó 16, como vehículo de principios activos u otras sustancias, como absorbente, como filtro, en implantes biomédicos, o en procesos de purificación, extracción o separación.
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