Material de polietoxisiloxano no tóxico para la fabricación de artículos que contienen un material de polietoxisiloxano bioabsorbible y/o bioactivo, su preparación y su uso.

Material de polietoxisiloxano (PES) que se obtiene

(a) llevando a cabo una primera reacción de hidrólisis-condensación (RHC) de como máximo un resto X de uno ovarios compuestos de Si diferentes de la fórmula I

SiX4 (I),

en la que los restos X son iguales o diferentes y significan hidroxilo, hidrógeno o etoxi (EtO), catalizada con ácido aun valor inicial del pH de 0 a ≤ 7, en presencia de etanol (EtOH) o una mezcla de etanol-agua como disolvente,durante un periodo de 1 a 24 h a una temperatura de 0 °C a 78 °C (punto de ebullición del etanol),

(b) llevando a cabo una segunda reacción RHC del material obtenido en la etapa (a) con eliminación simultánea deldisolvente mediante la evaporación sucesiva en un recipiente estanco a la difusión de gas a una presión de 100 a1013 hPa, preferentemente a una ligera depresión de 300 hPa a 800 hPa, a una temperatura de 50-78 °C,preferentemente de 70 °C, hasta un aumento drástico de la viscosidad de 0,5 a 2, preferentemente 1 Pa·s a unavelocidad de cizallamiento de 10 s-1 a 4 °C hasta peso constante y hasta la formación d e un ciclotetrasiloxano de lafórmula general ((SiO(OH)0,75(OEt)1,25 x 1/64 H2O)4 y de masa molar 4 * aprox. 114 g ≥ aprox. 456 g;

(c) enfriando este material PES en un recipiente cerrrado preferentemente estanco a la difusión de gas en unperiodo de 2 a 5 minutos a 0,2 a 5, preferentemente 0,5, horas, y

(d) convirtiendo el material PES obtenido en (c) mediante una tercera RHC en un material PESm (PES madurado).

Material de polietoxisiloxano no tóxico para la fabricación de artículos que contienen un material de polietoxisiloxano bioabsorbible y/o bioactivo, su preparación y su uso

La invención se refiere a un material de polietoxisiloxano (material PES) no tóxico, dado el caso a un material de polietoxisiloxano madurado (material PESm) , que está configurado preferentemente como uno o varios materiales de polietoxisiloxano (materiales PES) diferentes. Un material PESm (m representa madurado) de este tipo puede hilarse según la invención, por ejemplo, dando fibras bioabsorbibles y/o bioactivas como uno de los materiales PES y después procesarse adicionalmente dando materiales no tejidos como otros materiales PES. La presente invención se refiere además a procedimientos para la preparación de materiales PES, a los materiales PES bioabsorbibles y/o bioactivos y a los usos de estos materiales.

Se están realizando muchos esfuerzos para desarrollar materiales bioabsorbibles para distintas aplicaciones en medicina y en la tecnología médica, pero también en otros sectores técnicos tales como la técnología de filtros, la biotecnología o la industria de materiales aislantes. En estos sectores se tienen además unos requerimientos constantemente crecientes, en particular con respecto a la actividad biológica y a las propiedades toxicológicas de los materiales.

Los polímeros de Si absorbibles son conocidos en el estado de la técnica. En el documento DE 196 09 551 C1 se describen estructuras de fibra biodegradables y bioabsorbibles. Estas fibras pueden obtenerse en un procedimiento sol-gel estirando un material textil en fibras y, dado el caso, secándolas. El material textil contiene uno o varios compuestos de silicio parcial o totalmente condensados hidrolíticamente, que se derivan de monómeros de la fórmula general SiX4 mediante condensación hidrolítica. Las fibras tienen la desventaja de que en caso de degradación directamente después del proceso de hilado no muestran unos resultados óptimos en el ensayo de citotoxicidad e incluso deben clasificarse parcialmente como citotóxicos. Una toxicidad de este tipo no se desea en absoluto en el uso en medicina, en la tecnología médica, en la técnología de filtros, en la biotecnología o en la industria de materiales aislantes, en particular en el sector de la curación de heridas o en la filtración de células a partir de fluidos corporales.

El procedimiento para la fabricación de las fibras según el documento DE 196 09 551 C1 tiene además la desventaja de que la mezcla resultante después de la eliminación del disolvente en la etapa de hidrólisis-condensación es una mezcla multifásica y para eliminar el sólido generado debe someterse a una etapa de filtración. Otros polímeros de Si líquidos que dado el caso son tóxicos, no pueden eliminarse de ninguna manera con una filtración. Además, entre otras cosas, mediante la formación de la fase sólida y mediante la etapa de filtración obligatoria, se pierde una gran cantidad de sol hilable. Según el procedimiento del documento DE 196 09 551 C1, durante la maduración también puede realizarse la formación de una cantidad no insignificante de una fase tipo gel a partir de compuestos de Si muy condensados. Esto reduce aún más la proporción de masa de sol hilable.

Un objetivo de la presente invención es proporcionar un material no tóxico, bioabsorbible y/o bioactivo, materiales que contengan este material y un procedimiento para la preparación de un material no tóxico de este tipo.

Bioactividad significa según la invención una interacción positiva entre material o materiales por una parte y tejido (por ejemplo, tejido dañado) por otra parte con diferenciación posterior del tejido y, como consecuencia de ello, la unión o adhesión de tejido a lo largo de la superficie de contacto material o materiales/tejido (del receptor) .

El objetivo se logra mediante un sol o una microemulsión (solución coloidal) según la reivindicación 1, que se denomina también según la invención como material PES. Una microemulsión/solución coloidal de este tipo se obtiene

(a) llevando a cabo una primera reacción de hidrólisis-condensación (RHC) de como máximo un resto X de uno

o varios compuestos de Si diferentes de la fórmula I

SiX4 (I) ,

en la que los restos X son iguales o diferentes y significan hidroxilo, hidrógeno o etoxi (EtO) , catalizada con ácido a un valor inicial del pH de 0 a : 7, en presencia de etanol (EtOH) o una mezcla de etanol-agua como disolvente, durante un periodo de 1 a 24 h a una temperatura de 0 °C a 78 °C (punto de ebullición del etanol) ,

(b) llevando a cabo una segunda reacción RHC del material obtenido en la etapa (a) con eliminación simultánea del disolvente mediante la evaporación secesiva en un recipiente estanco a la difusión de gas (evaporador rotatorio) a una presión definida, preferentemente a una ligera depresión de aproximadamente 500 hPa, a una temperatura de preferentemente 50-78 °C, de modo pa rticularmente preferentemente de 70 °C, hasta un aumento drástico de la viscosidad de aproximadamente 1 Pa·s hasta peso constante y la formación de un ciclotetrasiloxano de masa molar 4 * aprox. 114 g = aprox. 456 g de la fórmula general ( (SiO (OH) 0, 75 (OEt) 1, 25 x 1/64 H2O) 4;

(c) enfriando este material PES en un recipiente cerrrado preferentemente estanco a la difusión de gas rápidamente, en un periodo de pocos minutos a unas horas, preferentemente de media hora, y

(d) convirtiendo el material PES obtenido en (c) mediante una tercera RHC en un material PESm.

Debe ponerse de relieve que el material PES o PESm (no tóxico, bioabsorbible y/o bioactivo) puede prepararse sin que el procedimiento de preparación comprenda o deba comprender en modo alguno una o varias etapas de filtración. Ésta es una diferencia esencial con respecto al procedimiento conocido por el documento DE 196 09 551 C1.

Dado el caso a la etapa (d) le sigue una cuarta RHC como una de las etapas (e1) a (e4) siguientes, por medio de la que, a partir del material PESm obtenido en la etapa (d) , se puede producir uno de los materiales PES tal como fibra (e1) , polvo (e2) , monolito (e3) o recubrimiento (e4) . Por consiguiente, estas etapas contienen las medidas siguientes:

(e1) hilar el material PESm dando fibras bioabsorbibles y/o bioactivas;

(e2) procesar el material de la etapa (d) dando un polvo, sometiendo el material PESm obtenido a un secado, en particular a una liofilación, y triturando (moliendo) el material PES secado para dar un polvo;

(e3) verter el material PESm de la etapa (d) en un molde y secar;

(e4) aplicar el material PESm de la etapa (d) sobre un cuerpo que se desea recubrir o sumergir éste en el material PESm.

Es particularmente preferente que el material PESm/los materiales PESm presente o presenten un valor del pH de 5 a 7, en particular º 6, por lo que el mismo/los mismos posee/n una tolerancia (fisiológica) aceptable. Con un pH inferior a 5 el material ya no es tolerable debido a su caracter ácido. Debido a que en la etapa (b) se evapora hasta un peso constante, es decir, hasta que no haya presencia o casi no haya presencia de agua, no puede definirse la fuerza del ácido en el sistema acuoso como un valor de pH determinado. Más bien debe realizarse el tamponado opcional (es decir, la adición de un tampón adecuado o de una lejía) o la reducción de la fuerza del ácido (por ejemplo, en el caso del ácido nítrico mediante la eliminación/evaporación de NO2) en (b) de tal modo que el material PESm obtenido finalmente después de (e) o los materiales PES moldeados a partir del mismo presente/presenten en la hidratación un valor del pH de 5 a 7, en particular º 6.

Para lograrlo es preferente reducir la fuerza del ácido en la etapa (b) o tamponar la actividad del ácido. Sin embargo, si esto no se realiza ya en la etapa (b) o no se realiza hasta un nivel preferente, puede realizarse también posteriormente en la etapa (c) o (e) o también inmediatamente antes de la aplicación del material PES (por ejemplo, sobre la piel o la herida) . No obstante, el ajuste de la fuerza o actividad del ácido correcta en la etapa (b) es claramente preferente según la invención.

La reducción de la actividad del ácido en una de las etapas (b) , (c) o (e) o durante la hidratación de los materiales PES puede realizarse... [Seguir leyendo]

1. Material de polietoxisiloxano (PES) que se obtiene

(a) llevando a cabo una primera reacción de hidrólisis-condensación (RHC) de como máximo un resto X de uno o varios compuestos de Si diferentes de la fórmula I

SiX4 (I) ,

en la que los restos X son iguales o diferentes y significan hidroxilo, hidrógeno o etoxi (EtO) , catalizada con ácido a un valor inicial del pH de 0 a :: 7, en presencia de etanol (EtOH) o una mezcla de etanol-agua como disolvente, durante un periodo de 1 a 24 h a una temperatura de 0 °C a 78 °C (punto de ebullición del etanol) ,

(b) llevando a cabo una segunda reacción RHC del material obtenido en la etapa (a) con eliminación simultánea del disolvente mediante la evaporación sucesiva en un recipiente estanco a la difusión de gas a una presión de 100 a 1013 hPa, preferentemente a una ligera depresión de 300 hPa a 800 hPa, a una temperatura d.

5. 78 °C, preferentemente de 70 °C, hasta un aumento drástico de la viscosidad de 0, 5 a 2, preferentemente 1 Pa·s a una velocidad de cizallamiento de 10 s-1 a 4 °C hasta peso constante y hasta la formación d e un ciclotetrasiloxano de la fórmula general ( (SiO (OH) 0, 75 (OEt) 1, 25 x 1/64 H2O) 4 y de masa molar 4 * aprox. 114 g = aprox. 456 g;

(c) enfriando este material PES en un recipiente cerrrado preferentemente estanco a la difusión de gas en un periodo de 2 a 5 minutos a 0, 2 a 5, preferentemente 0, 5, horas, y

(d) convirtiendo el material PES obtenido en (c) mediante una tercera RHC en un material PESm (PES madurado) .

2. Material según la reivindicación 1, caracterizado porque el pHde 0 a :: 7 en la etapa (a) se ajusta con ácido nítrico diluido o con una mezcla de ácidos o solución de (i) un ácido fisiológicamente aceptable tal como ácido cítrico, succínico, tartárico, acético o ascórbico y (ii) un sustrato de nitróxido sintasa (NOS) tal como arginina.

3. Material según la reivindicación 2, caracterizado porque el ácido nítrico diluido se usa en una relación molar de compuesto (s) de Si de la fórmula (I) con respecto al ácido nítrico de 90:1 a 110: 1, preferentemente de 100:1.

4. Material según la reivindicación 1, caracterizado porque en la etapa (b) se reduce la fuerza del ácido, lo que se realiza particularmente mediante la evaporación de NO2 o por medio de una solución de Tris.

5. Material según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el sol se enfría en la etapa (c) a de 20 °C a +10 °C, preferentemente a de +2 °C a +4 °C o a de -20 °C a -10 °C, de modo particularmente pre ferente a +4 °C.

6. Material según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la maduración se realiza en la etapa

(d) a una temperatura de -20 °C a 10 °C, preferente mente de 2 °C a 4 °C, de modo particularmente prefe rente a 4 °C.

7. Material según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la etapa (d) se lleva a cabo hasta una viscosidad (a una velocidad de cizallamiento de 10 s-1 a 4 °C) del material de 30 a 55 Pa·s, preferentemen te de aproximadamente 40 Pa·s.

8. Material según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el material PES madurado se hila en una etapa (e1) dando fibras bioabsorbibles y/o bioactivas.

9. Material según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el material PES madurado se procesa en una etapa adicional (e2) , (e3) o (e4) dando un polvo, monolito o recubrimiento bioabsorbible y/o bioactivo.

10. Material según la reivindicación 8 ó 9, caracterizado porque en las etapas (e1) , (e2) , (e3) o (e4) se reduce la fuerza del ácido, lo que se realiza particularmente mediante la evaporación de NO2 o por medio de una solución de Tris.

11. Material según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el compuesto de Si usado en la etapa (a) es tetraetoxisilano (TEOS) .

12. Uso del material según una de las reivindicaciones 1 a 11 para la preparación de materiales PES bioabsorbibles y/o bioactivos.

13. Uso según la reivindicación 12, siendo los materiales PES fibras, materiales no tejidos, polvos, monolitos o soluciones de recubrimiento.

14. Uso según la reivindicación 13, en el que las fibras, materiales no tejidos, polvos, monolitos o soluciones de recubrimiento se hidratan inmediátamente antes de su uso.