Soportes para la regeneración, crecimiento y trasplante de células y tejidos.

Soportes para la regeneración, crecimiento y trasplante de células y tejidos que,

fabricados con titanio, presentan la estructura de una criba con zona de huecos y zona complementaria de macizos; pueden estar constituidos, según las necesidades de cada aplicación: 1) por una placa perforada; 2) por una tela metálica de mallas flexibles; 3) por una tela metálica de mallas rígidas. Colocado un soporte en una placa de cultivo bajo condiciones apropiadas, se procede a sembrar sobre el mismo las células; el cultivo obtenido constituye un sustrato utilizable para la regeneración, crecimiento y trasplante de células y tejidos; las células al multiplicarse formarán una colonia que cubrirá total o parcialmente el soporte; cuando en el mismo se alcance la confluencia apropiada se retirará de la placa de cultivo y podrá aplicarse, con las células cultivadas que se hayan adherido a su estructura, sobre la zona destinataria del implante.

SOPORTES PARA LA REGENERACIÓN, CRECIMIENTO Y TRASPLANTE

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FINALIDAD DE LA INVENCIÓN

Tanto para utilizar células en el tratamiento de enfermedades (Terapia

Celular) , como para construir órganos o tejidos bioartificiales con fines

terapéuticos (Ingeniería Tisular) , las células suelen obtenerse en cultivos que

1O posteriormente se implantan en el constructo, tejido u órgano deseado.

Para llevar a cabo el trasplante de las células cultivadas a su destino

final se han empleado diferentes tipos de soportes (sustratos) : naturales,

sintéticos y mezclas de ambos. Para que un sustrato permita cultivar y

transportar células ha de reunir, al menos las siguientes condiciones:

15 1. No ser tóxico.

2. Ser biocompatible con las células cultivadas y con los órganos o

tejidos receptores.

3. Tener cualidades mecánicas adecuadas que permitan la

manipulación en el laboratorio y en la posterior cirugía, si la hubiera.

20 4. Poseer buena capacidad de adherencia celular.

La invención descrita en la presente memoria se refiere a unos soportes

(sustratos) que, reuniendo las condiciones anteriores, permiten la

regeneración de tejidos, el cultivo de células y su implante en los órganos o

tejidos de destino final.

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SECTOR DE LA TÉCNICA

El invento se encuadra en el sector A61 correspondiente a Ciencias Medicas

o Veterinarias.

ESTADO ANTERIOR DE LA TÉCNICA Entre los sustratos naturales, hasta ahora utilizados, destacan los derivados del colágeno (Liu et al., 2011. lnt J Oral Maxillofac lmplants 26 104-11 0) , los

derivados de la elastina (Srivastava et al., 2011. J Biomed Mater Res A 97,

243-250) y los derivados del quitosán (Sasmazel, 2011. lnt J Biol Macromol

49, 838-846.; Zang et al., 2011. Acta Biomater 7, 3422-3431) .

Entre los sustratos sintéticos se utilizan, entre otros, diferentes tipos de

5 poliuretanos (da Silva et al., 2011. lnt J Artif Organs 34, 198-209) polímeros

de los ácidos poliláctico y coglicólico (Thomson et al., 2010. J Biomed Mater

Res A 95, 1233-1243; Zong et al., 2010. Eur Cell Mater 20, 109-120) y

polímeros de epsilon-caprolactona (Pritchard et al., 2010, Biomaterials 31,

2153-2162; Sasmazel, 2011. lnt J Biol Macromol49, 838-846.) . Estos

1º polímeros se pueden recubrir con sustancias que incrementan la

adhesividad celular o la biocompatibilidad (Li y Kawashita, 2011. J Artif

Organs 14, 163-170) ; así se han trasplantado, por ejemplo, condrocitos

utilizando soportes de colágeno (Liu et al., 2011. lnt J Oral Maxillofac

lmplants 26 104-110) o hidrogeles de heparina (Kim et al., 2011.

15 Biomaterials 32, 7883-7896) . Otro ejemplo es el trasplante de epitelio

pigmentario retiniano en el espacio subretinal utilizando láminas de

poliuretano (da Silva et al., 2011. lnt J Artif Organs 34, 198-209) , de

polietileno (Krishna et al., 2011. Br J Ophthalmol 95, 569-573) , de polímeros

derivados de la elastina (Srivastava et al., 2011. J Biomed Mater Res A 97,

20 243-250) o simplemente suspensiones celulares (Falkner-Radler et al., 2011.

Br J Ophthalmol 95, 370-375) .

Generalmente se utilizan polímeros reabsorbibles, aunque en algunas de

estas aplicaciones no es necesario que se reabsorba el soporte celular.

25 FUNDAMENTOS DIFERENCIALES DE LA INVENCIÓN.

Los soportes que se proponen en esta invención ofrecen, debido a las

cualidades físicas del titanio, metal con el que deben ser fabricados, las

ventajas de ser más delgados, resistentes, flexibles y manejables que los

conseguidos con los polímeros biosintéticos actualmente utilizados, lo que

30 facilita su uso tanto en el laboratorio como en el quirófano. Además, las

operaciones tales como perforación, corte, plegado, doblado, soldadura y

configuración final pueden hacerse con mayor exactitud y precisión sobre el

metal que sobre dichos polímeros biosintéticos. Los soportes de titanio

tienen el inconveniente de que no son reabsorbibles y sólo pueden utilizarse

cuando puedan permanecer en su posición de implante. No obstante esta

5 limitación tiene como contrapartida beneficiosa que al ser un material no

degradable tampoco libera metabolitos tóxicos que, en determinadas

localizaciones, por ejemplo, el interior del ojo, pueden ser muy lesivos.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS.

1O Como complemento de la descripción que más adelante se va a realizar y

con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del

invento se acompañan, como parte integrante de dicha descripción, unas

figuras en las que, con carácter ilustrativo y no limitativo se representa

esquemáticamente lo siguiente:

15 Figura 1: Muestra las diferentes variantes que puede presentar la parte

básica o elemental (a) del soporte: según que su superficie esté determinada

por una placa (b) en la que se hayan practicado múltiples perforaciones,

circulares o de otras formas; por una tela metálica (e) de mallas flexibles; o

por una tela metálica (d) de mallas rígidas.

20 Figuras 2 y 3: Muestran las diferentes configuraciones que puede adoptar el

soporte en su aplicación: plano (Fig.2e) , curvado (Fig.2f) , enrollado (Fig.2g)

y en capas superpuestas (Fig.3a) ; muestran también los elementos

auxiliares, asas (i) y patillas (j) , previstas para facilitar su manipulación.

La parte básica elemental (a) del soporte se representa, para simplificar las

25 figuras, delimitada por un rectángulo dada la imposibilidad de una mayor

concreción puesto que la forma última a dar al soporte deberá adecuarse,

como más adelante se explicará, a la forma que, en cada caso particular,

presente la zona de tejido receptora del implante.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN.

30 El objeto de la invención es un soporte (sustrato) para la regeneración,

crecimiento y trasplante de células y tejidos que consiste en un dispositivo

que en lo sucesivo denominaremos indistintamente con los términos

"soporte" o "superficie soporte" (Fig.1 a) , puede presentar las tres siguientes

variantes de enrejado:

1a Variante: Estar constituido por una placa metálica de pequeño espesor en

5 la que se han practicado perforaciones, de distintas formas y tamaños, más

o menos separadas entre sí (Fig.1b) .

2a Variante: Estar constituido por una tela metálica formada por barras o

hilos entrecruzados que al estar organizados según el sistema textil de trama

y urdimbre determinan mallas con forma de paralelogramos rectángulos que

1º no son totalmente rígidas por lo que confieren al soporte una flexibilidad y

deformabilidad que, en determinados casos, se consideran propiedades muy

deseables (Fig.1 e) .

3a Variante: Estar constituido por dos conjuntos, superpuestos y en contacto,

de barras o hilos paralelos separados entre sí (rejillas) de forma que los

15 componentes de uno de los conjuntos se cruzan ortogonalmente con los del

otro y que en los nudos o puntos de cruce se unen firmemente

determinando una tela metálica, de mallas rígidas con forma de

paralelogramo rectángulo (Fíg.1d) .

Cada una de estas variantes da lugar a la aparición de las correspondientes

20 zonas de huecos y zonas de macizos en la superficie soporte (Fig.1 a) . A su

vez esta superficie puede adoptar distintas configuraciones: plana (Fig.2e) ,

curvada (Fig.2f) o cilíndrica (Fig.2g) según las necesidades exigidas por las

distintas aplicaciones prácticas a que se destine. El soporte está definido en

todos los casos por sus parámetros característicos, que son las dimensiones

25 y disposición de las perforaciones, mallas, hilos y barras, de la placa o telas

metálicas que lo constituyan y de sus valores, dependerá la relación

existente entre las áreas de la zona de huecos y la zona de macizos.

Tanto si se trata de una placa perforada como de una tela metálica flexible o

rígida se preconiza como material para su construcción el titanio.

30 El titanio puro o sus diferentes aleaciones se emplean en Medicina y

Veterinaria profusamente, por ejemplo, en las prótesis de las articulaciones

etc. Este metal carece de toxicidad y una vez implantado, forma en su

superficie una capa de oxido que es biocompatible con células y tejidos y no

produce reacciones de rechazo. Además de este buen comportamiento

biológico el titanio reúne unas...

1a._ SOPORTES PARA LA REGENERACiÓN, CRECIMIENTO Y TRASPLANTE DE CÉLULAS Y TEJIDOS caracterizados (Fig.1) por consistir en una superficie (a) metálica de titanio de contorno no definido configurada en forma similar a una criba con una zona de huecos y una zona complementaria de macizos; en lugares no especificados del contorno de la

superficie soporte tienen unas expansiones conformadas para la

constitución de patillas O> y asas (i) .

2a ._ SOPORTES PARA LA REGENERACiÓN, CRECIMIENTO Y

TRASPLANTE DE CÉLULAS Y TEJIDOS según la reivindicación 1a

caracterizados porque, en su primera variante, la zona de huecos está definida por una pluralidad de perforaciones practicadas en una placa metálica de titanio cuyo resto complementario no perforado define la zona de de macizos (Fig.1b) .

3a._ SOPORTES PARA LA REGENERACiÓN, CRECIMIENTO Y TRASPLANTE DE CÉLULAS Y TEJIDOS según la reivindicación 1a caracterizado porque, en su segunda variante, la zona de macizos está constituida por dos conjuntos de hilos o barras entrecruzados que son, respectivamente, la trama y la urdimbre de una tela metálica cuyas mallas en forma de paralelogramo rectángulo definen la zona de huecos (Fig.1 c) .

4a._ SOPORTES PARA LA REGENERACiÓN, CRECIMIENTO Y 1a

TRASPLANTE DE CÉLULAS Y TEJIDOS según la reivindicación caracterizado porque, en su tercera variante, la zona de macizos la forman dos conjuntos de barras o hilos; los componentes de cada conjunto son paralelos y están separados entre sí; a su vez los dos conjuntos están superpuestos de forma que los componentes de uno de ellos se cruzan ortogonalmente con los del otro manteniéndose en contacto y rígidamente unidos unos y otros en sus puntos de cruce los cuales determinan un plano común; esta configuración da origen a una tela metálica cuyas mallas en forma de paralelogramo rectángulo definen la zona de huecos (Fíg.1d) .

58 . SOPORTE PARA LA REGENERACIÓN, CRECIMIENTO Y

TRASPLANTE DE CÉLULAS Y TEJIDOS según las reivindicaciones

anteriores caracterizado porque tiene la configuración de un tubo cilíndrico

(Fig.2g) .

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