Matrices de colágeno biocompatibles estabilizadas frente a la degradación.

Procedimiento para la producción de matrices de colágeno reticuladas que comprende las etapas:

a) preparar una suspensión de colágeno acuosa,

b) ajustar el valor de pH de la suspensión de colágeno de la etapa a) a pH< 4,

c) dado el caso agregar otros formadores de estructura, principios activos y/o sustancias auxiliares,

d) agregar un agente de reticulación epoxifuncional siendo variable el orden de las etapas c) y d),

e) congelar la mezcla de colágeno que puede obtenerse de la etapa d),

f) liofilizar la mezcla congelada de la etapa e) a una temperatura de liofilización< 100 ºC

g) ajustar opcionalmente el material de colágeno reticulado liofilizado que puede obtenerse de este modo a un contenido de humedad de hasta el 25 % en peso, con respecto al producto final y

h) dado el caso transferir los materiales que pueden obtenerse de la etapa g) al molde deseado, esterilizar y/o confeccionar.

Matrices de colágeno biocompatibles estabilizadas frente a la degradación Introducción y estado de la técnica

La presente invención se refiere a matrices de colágeno biocompatibles, estabilizadas frente a la degradación, que además de fibras de colágeno insolubles presentan en particular un porcentaje de constituyentes peptídicos y de colágeno solubles, a un procedimiento para la producción de tales matrices de colágeno, que comprenden en particular la reticulación química con un agente de reticulación epoxifuncional, así como al uso de las matrices de colágeno de acuerdo con la invención como agente cosmético o farmacéutico, en particular para la aplicación tópica así como agente para la cicatrización, como implante o como agente para la hemostasia en seres humanos o animales, así como estructura de soporte para la colonización celular en el campo de la biotecnología, investigación pura y la ingeniería de tejidos.

En el campo de los materiales de colágeno tiene una gran importancia la provisión de materiales mecánicamente estables, flexibles, con estabilidad suficiente contra descomposición biológica (Degradación), y estructuras de soporte ("armazones"). En particular en el campo del tratamiento de vidas de los implantes biológicos así como en el campo de la ingeniería de tejidos y de la colonización celular de estructuras de soporte, pero también en el campo de materiales altamente absorbentes en el campo de la cicatrización y la hemostasia, cobran cada vez más importancia tales requisitos en cuanto al producto, en el campo cosmético se desean a este respecto adicionalmente en particular una háptica y óptica agradables, con una compatibilidad con la piel alta al mismo tiempo, además también la provisión de principios activos a través de tales materiales de soporte o de base estabilizados frente a la degradación, que además disponen de una alta estabilidad mecánica, tanto en la aplicación cosmética como en la aplicación farmacéutica así como en la ingeniería de tejidos representa un aspecto importante. La combinación de por ejemplo "armazones" (estructuras) de la ingeniería de tejidos con principios activos es una estrategia que se refleja en numerosas publicaciones. Los principios activos, que se unen de manera absortiva o covalente al "armazón" o se liberan de manera continua a partir de un depósito, despliegan su actividad biológica a lo largo del mayor periodo de tiempo, pertenecen al estado de la técnica. La liberación continua desde un depósito de principios activos correspondiente abre en particular, en el cambio de principios activos que tienen una semivida biológica corta, intervenciones dirigidas en la cicatrización. De este modo a través de la expresión génica se influye en muchos fenómenos críticos, por ejemplo la diferenciación celular, la proliferación celular y agregación celular, mediante proteínas señal, la disponibilidad, diferenciación, la regeneración o la sustitución de células individuales, la división celular y regulación representan objetivos de investigación principales (Rui Miguel Paz, Dissertation RWTH Aachen, 2004). El equipamiento de biomateriales con sustancias biológicamente activas para mejorar la funcionalidad ilustra el desarrollo del material de implante puramente pasivo hasta el implante activo, que interacciona de manera dirigida con el tejido circundante o el líquido de tejido. Las combinaciones de sustancias biológicamente activas con biomateriales están muy extendidas en la medicina y desempeñan un papel cada vez más por ejemplo, en la evitación de infecciones debidas a implantes. De este modo en el campo de los apósitos para heridas desempeña cada vez un papel más importante un medio de cicatrización mejorado, una reducción de infecciones así como la estimulación del crecimiento celular mediante adición de principios activos pero también la influencia orientada de la diferenciación celular y del patrón de expresión de las células a través de la adaptación controlable de las propiedades de materiales físicas, tal como en particular la rigidez del material de matriz, también el denominado tratamiento de exudado de heridas, que se refiere en particular en el caso de heridas crónicas a la influencia e interacción en heridas que exudan, es decir húmedas, tanto en el plano físico a través de funciones puramente adsortivas, drenaje del exudado de herida etc., como también en el plano farmacológico, liberación de principios activos ha cobrado cada vez más importancia en los últimos años.

La carga de matrices de colágeno con principios activos de proteína, tal como factores de crecimiento se conoce desde hace mucho tiempo y se describe por ejemplo en el documento WO 85/04413 o en el documento US 5219576 (EP 0428541 B1).

Sin embargo para poder alcanzar también los requisitos de producto en cuanto a una alta estabilidad mecánica los materiales de soporte así como una reducción de una descomposición o degradación biológica rápida, por ejemplo de una herida o en el caso de implantes en el cuerpo, se conoce el método de la reticulación, en particular la reticulación con agentes de reticulación químicos y está muy extendido. En particular se conoce también efectuar una reticulación química de colágeno con agentes de reticulación epoxifuncionales.

A este respecto se conocen particularmente procedimientos en los que la reticulación con el reticulante de epoxi tienen lugar en un material de colágeno sólido, secado, por regla general un material de colágeno liofilizado. De este modo por ejemplo el documento DE 69533285 describe prótesis de menisco de fibras de biopolímero que pueden estar reticuladas químicamente o parcialmente reticuladas químicamente, teniendo lugar la reticulación en las fibras de colágeno ya liofilizadas.

También el documento WO 2003/053490 A1 (EP 1455855 A1) tiene como objeto materiales de colágeno liofilizados, que pueden reticularse químicamente, también la reticulación química de materiales de colágeno-elastina liofilizados

se describe en este documento, usándose como agente de reticulación química glutaraldehído, y mencionándose epóxidos únicamente en general como agentes de reticulación.

El documento DE 102006006461 A1 y el documento DE 102004039537 A1 tienen como objeto matrices de colágeno colonizadas con células principales (modelos de células completas), en las que los materiales de colágeno colonizados se someten a una reticulación química con glutaraldehído. Numerosos agentes de reticulación químicos adicionales se exponen únicamente de manera general. También en este caso se describe únicamente una reticulación de los materiales ya liofilizados.

En el caso de este procedimiento la reticulación química tiene lugar habitualmente mediante impregnación de los materiales de colágeno sólidos en particular aquellos en forma de hojas o capas, con una solución del agente de reticulación. Los materiales de colágeno sólidos en forma de capa o de hoja (Layet) se obtienen a este respecto por regla general en primer lugar mediante secado (por ejemplo liofilización) de materiales de colágeno de acuerdo con procedimientos habituales y después de la impregnación con el agente de reticulación se someten a una nueva etapa de secado (por ejemplo una nueva liofilización. Por regla general a este respecto en una etapa adicional se separa mediante lavado el agente de reticulación no acoplado después de tener lugar la reacción de reticulación mediante lavado intensivo a partir del material, lo que es necesario con respecto a la biocompatibilidad o la reducción de la toxicidad compuesta por restos de agente de reticulación del material reticulado,

Un procedimiento correspondiente se describe en particular en "Cross-linking of Collagen-based materials" (Dissertation R. Zeeman, 1998) así como porZeeman et al, in J Biomed Mater Res, 46, 424-433, 1999, in J Biomed Mater Res, 47, 270-277, 1999, en Biomaterials, 20, 921 -931, 1999, así como en J Biomed Mater Res, 51, 541-548, 2000, en estos documentos por ejemplo, colágeno de oveja dérmico en forma de capa obtenido mediante liofilización, denominado "dermal sheep collagen" (DSC-layer) en pH ácido o alcalino con una solución de un agente de reticulación epoxifuncional tal como 1,4 butanodiolglicidil éter (BDDGE) y se retícula a temperatura ambiente (20 - 30 2C) a lo largo de un periodo de tiempo de varios días. A continuación se lavan las capas de colágeno completamente reticuladas y se liofilizan de nuevo, para obtener los materiales de colágeno reticulados con epoxi. En otras publicaciones se describe que el valor de pH usado para la reticulación tiene una influencia considerable sobre la flexibilidad y elasticidad del material reticulado, mostrando materiales,... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la producción de matrices de colágeno reticuladas que comprende las etapas:

a) preparar una suspensión de colágeno acuosa,

b) ajustar el valor de pH de la suspensión de colágeno de la etapa a) a pH < 4,

c) dado el caso agregar otros formadores de estructura, principios activos y/o sustancias auxiliares,

d) agregar un agente de reticulación epoxifuncional siendo variable el orden de las etapas c) y d),

e) congelar la mezcla de colágeno que puede obtenerse de la etapa d),

f) liofilizar la mezcla congelada de la etapa e) a una temperatura de liofilización < 100 2C

g) ajustar opcionalmente el material de colágeno reticulado liofilizado que puede obtenerse de este modo a un contenido de humedad de hasta el 25 % en peso, con respecto al producto final y

h) dado el caso transferir los materiales que pueden obtenerse de la etapa g) al molde deseado, esterilizar y/o confeccionar.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la suspensión de colágeno de la etapa a) comprende colágeno insoluble en ácido nativo en forma de fibras y fibrillas.

3. Procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, en el que la suspensión de colágeno comprende constituyentes peptídicos y de colágeno solubles en ácido y/o en el que en la etapa c) se agregan formadores de estructura o principios activos del grupo de las proteínas de matriz, constituyentes de matriz extracelulares, principios activos proteinógenos y constituyentes peptídicos o proteicos solubles.

4. Procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 1, 2 o 3, en el que el agente de reticulación epoxifuncional se selecciona de diepóxidos tal como en particular 1,4-butanodioldiglicidil éter (BDDGE).

5. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el agente de reticulación epoxifuncional se agrega en una cantidad de como máximo el 50 % en peso, con respecto a la masa seca de la suspensión de colágeno de la etapa a).

6. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, en el que la congelación de acuerdo con la etapa e) se lleva a cabo en el plazo de 24 horas después de la preparación de la mezcla de colágeno de la etapa d).

7. Matriz de colágeno reticulada que puede obtenerse de acuerdo con el procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6.