Un multi-polímero biocompatible adecuado para ser usado en un detector de solutos acuosos adaptado para una inmersión en un fluido corporal,

que tiene una cadena principal que comprende:

(a) 10 a 45% p de al menos un segmento duro;

(b) 55 a 90% p de segmentos blandos, que incluyen:

(i) 5 a 25% p, del peso total de segmento duro, de un segmento blando permeable al oxígeno que comprende polidimetilsiloxano;

(ii) 5 a 25% p, de peso de segmento blando total, de un segmento blando hidrófilo que tiene la forma química [O(CH2)N]M, en que N< 4;

(iii) 50 a 90% p, de peso de segmento blando total, de un segmento blando hidrófobo bioestable que comprende un policarbonato.

Material de membrana estructuralmente robusto y de permeabilidad selectiva.

Campo técnico

La presente invención se relaciona, en general, con un multi-polímero de bloques segmentado hidrófilo y biocompatible que se puede conformar como una membrana de permeabilidad selectiva para ser usada como parte de un detector de analitos de alojamiento interno.

Técnica anterior

Las patentes de EE.UU. 5.428.123, 5.589.563 y 5.756.632, otorgadas el 27 de junio de 1995, 31 de diciembre de 1996 y 28 de mayo de 1998 respectivamente, describen de forma conjunta un tipo de material y una forma de tratar por ingeniería este material para que tenga permeabilidad selectiva particular. El documento US 5.589.563, por ejemplo, se refiere a polímeros que contienen grupos terminales con actividad superficial para ser usados en la fabricación de dispositivos médicos. El documento US 5962620 describe un polímero útil para la elaboración de películas médicas biocompatibles, teniendo el polímero una absorción de agua intermedia. Sin embargo, cuando se hicieron esfuerzos para usar este material en una aplicación de detector de glucosa de alojamiento interno, se encontró que el requisito de una elevada permeabilidad al oxígeno y a la glucosa entraba en conflicto con el requisito de la resistencia y la integridad estructural tras una exposición a un entorno oxidativo. Más específicamente, se encontró que cuando el material se hacía suficientemente permeable al oxígeno, resultaba demasiado débil y tendía a desprenderse del detector, después de ser colocado en el fluido intersticial del cuerpo durante más de unas pocas horas.

En soluciones biológicas como la sangre o el fluido intersticial, existe un cierto número de materiales reactivos y enzimas que llevan a cabo la escisión de las cadenas moleculares del polímero y, por tanto, dan lugar a una pérdida de la resistencia y la integridad de la membrana o fibra. Algunos de los materiales reactivos y enzimas que llevan a cabo la degradación y escisión del polímero incluyen moléculas pequeñas como superóxido (O2-) y ácidos y enzimas como proteasas y oxidasas que reaccionan con diversos tipos de conectores en el polímero. Esta pérdida de la integridad de la membrana o fibra es perjudicial para aplicaciones que dependen de la permeabilidad selectiva del material polímero y la exclusión de sólidos y moléculas biológicas más grandes, como la detección de los niveles de glucosa en los fluidos corporales de un cuerpo humano vivo.

Exposición de la invención

En una primera realización separada, la presente invención es un multi-polímero de bloques segmentado hidrófilo y biocompatible, que tiene una cadena principal que comprende aproximadamente 10 a 45% en peso de al menos un segmento duro y aproximadamente 55 a 90% en peso de segmentos blandos. Los segmentos blandos se dividen en tres grupos, cinco a 25% p, del peso total de segmentos blandos, de un segmento blando permeable al oxígeno; 5 a 25% p, del peso total de segmentos blando, de un segmento blando hidrófilo y 50 a 90% p, del peso total de segmentos blandos, de un segmento blando hidrófilo y bioestable, en que dicho multi-polímero es capaz de formar una membrana que tiene una absorción de agua de 2 a 25% de peso seco.

La invención proporciona de este modo un multi-polímero biocompatible de acuerdo con la reivindicación 1. Otras ventajas son según las reivindicaciones dependientes.

Los objetivos características y ventajas de la invención que anteceden y otros se comprenderán más fácilmente tras considerar la descripción detallada que sigue de la invención, tomada conjuntamente con los dibujos que se acompañan.

Breve descripción de los dibujos

El dibujo 1 es una ilustración de una posible disposición de los segmentos duros y segmentos blandos de diversas cadenas de polímeros en un multi-polímero biocompatible según la presente invención.

Mejores modos para llevar a cabo la invención

En sus realizaciones preferidas, la presente invención es un multi-polímero 10, un material orgánico polímero de peso molecular elevado que consiste en diversos tipos de unidades monómeras, adecuado para ser usado en un detector de glucosa o en un detector de oxígeno que se sumerge durante períodos de tiempo sustanciales en sangre

o fluidos intersticiales del cuerpo humano. Haciendo referencia a la Fig. 1, el multi-polímero 10 incluye segmentos duros 1, dominios de poliuretano con una naturaleza altamente cristalina o vítrea que asocia una cadena intermedia con otras para proporcionar la resistencia a la tracción física de las membranas preparadas a partir del polímero. Las asociaciones energéticamente favorables entre las cadenas principales de moléculas individuales proporcionan zonas que mantienen conjuntamente las cadenas y necesitan un aporte de energía sustancial para romperlas. Los segmentos blandos son los tres segmentos blandos cuatro están situados al azar en las cadenas moleculares individuales. Cualquier tipo de segmento blando puede estar directamente unido a un segmento duro o a otro tipo de segmento blando. Puede haber múltiples dominios de cada tipo de segmento, duro o blando en el material polímero. Los segmentos blandos tienen una baja energía asociativa con otros segmentos blandos o con segmentos duros, por lo que se necesita un grado inferior de fuerza para disociar los segmentos blandos, proporcionando membranas preparadas a partir del polímero con un carácter cauchero o flexible. La menos naturaleza cristalina o vítrea de las zonas que contienen segmentos blandos son las zonas en las que el oxígeno y las soluciones acuosas pueden penetrar libremente por la membrana. Los segmentos blandos 4 de policarbonato son análogamente menos cristalinos o vítreo que los segmentos duros 1, pero su resistencia a la degradación por productos químicos reactivos y enzimas que se encuentran en los fluidos de los tejidos de seres humanos vivos proporciona un mayor grado de bioestabilidad a las membranas preparadas a partir del polímero de la presente invención, que contienen estos dominios de policarbonato.

Haciendo referencia nuevamente a la Fig. 1, más específicamente en una realización preferida, el polímero consiste en (1) segmentos o dominios duros de estructura 1 sustancialmente cristalina o vítrea que tendrían unos puntos de fusión o temperaturas de transición vítrea si se preparan homopolímeros y (2) segmentos blandos, de estructura 2, 3 y 4 sustancialmente amoría, que tendrían temperatura de fusión o de transición vítrea bajas si se preparan como homopolímeros, que son permeables a soluciones acuosas que contienen solutos orgánicos como glucosa y al oxígeno disuelto, y son sustancialmente estables a la degradación en un entorno biológico separado de los dominios duros 1 del multi-polímero, que comprende adicionalmente tres tipos o clases distintos de materiales polímeros: (i) dominios polímeros 2 que confieren al material permeabilidad al oxígeno (ii) dominios polímeros 3 que confieren hidrofilicidad al material y (ii) dominios polímeros 4 que confieren bioestabilidad al material, específicamente dominios que comprenden estructuras de tipo policarbonato.

Los dominios duros 1 del multi-polímero confieren resistencia física y durabilidad, permitiendo la extensión de membranas densas, no porosas, semi-permeables o fibras huecas con suficiente resistencia a la tracción y elasticidad para ser usadas durante períodos de tiempo largos sumergidas en fluidos del cuerpo humano. Los dominios duros del multi-polímero comprenden estructuras de poliuretano que pueden contener también algunos enlaces de tipo urea (N- (CO) -N) así como enlaces de tipo uretano (N- (CO) -O) . Estos polímeros de tipo poliuretano resultan de la reacción de diversos tipos de isocianatos difuncionales (grupo isocianato: R-N=C=O) con aminas difuncionales (R-NH2) o alcoholes (ROH) , en que R puede ser de naturaleza alifática, cicloalifática, arílica, heteroarílica o alquilarílica. Estas estructuras de poliuretano se conoce que son materiales fuertes y duraderos adecuados para usos en los que están en contacto con soluciones biológicas en organismos vivos, como se describe en la patente de EE.UU. 5.428.123.

Los dominios blandos 2, 3 y 4 del copolímero de bloques confieren permeabilidad para soluciones acuosas de compuestos y para oxígeno, pero la naturaleza no porosa densa de las membranas extendidas a partir de estos polímeros son adecuadas para excluir materiales insolubles como células y suspensiones de materiales... [Seguir leyendo]

1. Un multi-polímero biocompatible adecuado para ser usado en un detector de solutos acuosos adaptado para una inmersión en un fluido corporal, que tiene una cadena principal que comprende:

(a) 10 a 45% p de al menos un segmento duro;

(b) 55 a 90% p de segmentos blandos, que incluyen:

(i) 5 a 25% p, del peso total de segmento duro, de un segmento blando permeable al oxígeno que comprende polidimetilsiloxano;

(ii) 5 a 25% p, de peso de segmento blando total, de un segmento blando hidrófilo que tiene la forma química [O (CH2) N]M, en que N < 4;

(iii) 50 a 90% p, de peso de segmento blando total, de un segmento blando hidrófobo bioestable que comprende un policarbonato.

2. El multi-polímero de la reivindicación 1, en el que dicho segmento blando hidrófilo comprende poli (óxido de etileno) .

3. El multi-polímero de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente grupos terminales de remate.

4. El multi-polímero de la reivindicación 3, en el que dichos grupos terminales de remate comprenden menos de aproximadamente 10% p de dicho multi-polímero.

5. El multi-polímero de la reivindicación 1, capaz de formar una membrana que tiene una resistencia a la tracción de 21, 1 a 70, 3 kg/cm2.

6. El multi-polímero de la reivindicación 1, capaz de formar una membrana que tiene un alargamiento final de 100 a 1.000%.

7. El multi-polímero de la reivindicación 1, capaz de formar una membrana que tiene una absorción de agua de 2 a 25% de peso seco.

8. El multi-polímero de la reivindicación 1, capaz de formar una membrana que tiene la característica de que su absorción de agua y su volumen de segmento blando hidrófilo son de menos de un 75% del volumen de polímero seco total.

9. El multi-polímero de la reivindicación 1, en el que dicho soluto acuoso comprende glucosa.