BRPI0520742A2

BRPI0520742A2 - composição de quitosana neutralizada termoestável que forma um hidrogel, produto liofilizado, e processos para produzir a mesma

Info

Publication number: BRPI0520742A2
Application number: BRPI0520742-8A
Authority: BR
Inventors: Yannic Schuetz; Virginie Caratti-Besson; Olivier Jordan; Robert Gurny
Original assignee: Medidom Lab
Priority date: 2005-12-23
Filing date: 2005-12-23
Publication date: 2010-01-12
Also published as: JP2009520705A; CN101360479A; CA2634479A1; DE602005016030D1; EP1978925B1; CA2634479C; CN101360479B; PL1978925T3; DK1978925T3; JP5474353B2; WO2007073749A1; SI1978925T1; PT1978925E; ES2331620T3; US8945609B2; CY1109620T1; EP1978925A1; HK1125867A1; US20090004230A1; MX2008007820A

Abstract

COMPOSIçãO DE QUITOSANA NEUTRALIZADA TERMOESTáVEL QUE FORMA UM HIDROGEL, PRODUTO LIOFILIZADO, E PROCESSOS PARA PRODUZIR A MESMA. A presente invenção se refere a uma composição de quitosana neutralizada termoestável aquosa, que forma um hidrogel transparente sem fosfato a uma temperatura mais alta do que 5°C, com base na composição total, de uma quitosana re-acetilada possuindo um peso molecular de no mínimo 100 KDa e um grau de desacelilação de 40 a 70%, neutralizada com uma base hidroxilada, e com 30 % p/p, com base na composição total, de um agente complexante selecionado dentre polioses e polióis derivados dc polioses. A referida composição é útil para a preparação de uma formulação injetável.

Description

RELATÓRIO DESCRITIVO

Pedido de Patente de Invenção para "COMPOSIÇÃO DE QUITOSANA NEUTRALIZADA TERMOESTAVEL QUE FORMA UM HIDROGEL, PRODUTO LIOFILIZADO, E PROCESSOS PARA PRODUZIR A MESMA"

Campo da Invenção

A presente invenção se refere a uma composição de quitosana neutralizada termoestável aquosa que forma um hidrogel transparente, sem fosfato, a uma temperatura mais alta do que 5°C, e a um processo para produzir o mesmo.

Além disso, a presente invenção se refere a um produto liofilizado obtido pela liofilização da composição de quitosana neutralizada tcrmoestável da presente invenção, e a um processo para produzir a mesma.

Fundamentos da Invenção

Os hidrogéis são atraentes para aplicações biomédicas.

Além disso, os hidrogéis que exibem a habilidade específica de aumentar sua viscosidade com a temperatura, também chamados de hidrogéis "termo-sensíveis / pseudo-termo-reativos / termoestáveis", demonstraram possuir uma aplicação facilitada combinada com um tempo de residência maior no local da aplicação, e portanto podem ser vantajosamente utilizados para a distribuição de drogas ou para o aumento de tecidos.

Como se sabe a partir de O. Felt e outros, em The Encyclopedia of Controlled Drug Delivery, 1999, os referidos hidrogéis termo-sensíveis podem se basear vantajosamente em polímeros de origem natural, por exemplo, na quitosana, que é um polímero barato e comercialmente disponível, sendo o segundo polissacarídeo mais abundante depois da celulose.

A quitosana é conhecida como um derivado da quitina obtido pela N-desacetilação alcalina de parcial até substancial da quitina, também denominada poli(N-acetil-D-glicosamina), que é um biopolímero que ocorre naturalmente.

A quitosana contém grupos amina (-NH2) livres, e pode ser caracterizada quanto à proporção de unidades de N-acetil-D-glicosamina e deunidades de D-glicosamina, e isso é expresso como o grau de desacetilação (GD) da quitina de polimero totalmente acetilada.

Os parâmetros da quitosana que influenciam importantes propriedades, tais como a solubilidade e a viscosidade, são o grau de desacetilação (GD), que pode ser entendido como representativo da porcentagem de monômeros desacetilados, e o peso molecular (pM).

A quitosana é conhecida por ser biodegradável, biocompatível, bioadesiva, bacteriostática, e ainda como promotora da cura de ferimentos, absorção de drogas, e reconstrução de tecidos.

Devido às suas propriedades intrínsecas mencionadas acima, a quitosana é conhecida por possuir numerosas atividades cosméticas e farmacêuticas, e têm sido também amplamente explorada em várias aplicações através de géis.

Portanto, considerando-se as propriedades vantajosas da quitosana, há uma necessidade contínua pela melhora das propriedades de hidrogéis de quitosana termoestáveis conhecidos que ainda são considerados como muito promissores para uma vasta variedade de aplicações biomédicas.

WO-A-99/07416 (BIOSYNTHEC) revela um hidrogel de quitosana controlado pro temperatura e dependente de pH que possui propriedades termosensíveis em pH neutro de maneira que tem baixa viscosidade em baixas temperaturas mas se gelifica na temperatura corporal.

Esse hidrogel de quitosana termo-sensível é preparado pela neutralização de uma quitosana comercial que tem um grau de desacetilação de aproximadamente 80% com sais dibásicos de mono-fosfato de polióis ou de açúcares, exemplificados em particular por |3-glicerofosfato (P-GP).

Contudo, a presença de (3-GP no hidrogel acarreta as seguintes desvantagens.

O p-GP é uma entidade negativamente carregada que pode reagir com um componente bioativo carregado positivamente, levando à sua precipitação ou à perturbação de sua liberação do hidrogel.

Portanto, a presença de P-GP torna os hidrogéis de quitosana/p-GP inapropriados para o uso com inúmeras drogas.Além disso, as propriedades desse hidrogel, tais como o tempo de gelifícação e a viscosidade, dependem da concentração de P-GP, e são portanto limitadas pela solubilidade do P-GP.

Em particular, uma alta concentração de P-GP é necessária para que se tenha um tempo de gelifícação curto evitando a eliminação rápida do hidrogel após a sua administração.

Entretanto, uma alta concentração de P-GP também diminui as propriedades mecânicas do hidrogel.

Portanto, o tempo de gelifícação tem que ser equilibrado com a consistência do hidrogel, e não é possivel obter géis que tenham tanto um curto tempo de gelifícação como uma alta viscosidade, o que seria uma combinação desejável de características.

Além disso, uma concentração muito elevada de P-GP pode induzir a precipitação do hidrogel em seu local de administração.

Além disso, os referidos hidrogéis de quitosana/p-GP termo-sensíveis demonstraram ser turvos, desse modo fazendo com que seu uso seja inapropriado para aplicações particulares, tais como administrações tópicas ou oculares.

Além disso, materiais contendo fosfatos podem ser inapropriados em termos de biocompatibilidade (G. Molinaro e outros, Biomalerials, 23:2717-2722 (2002)).

Para superar as desvantagens dos hidrogéis de quitosana/p-GP, foi proposta em WO-A-2005/097871 (UNIVERSITE DE GENEVE) uma composição de quitosana neutralizada termoestável que forma um hidrogel transparente sem fosfato a uma temperatura acima de 5°C, a referida composição compreendendo uma quitosana homogeneamente re-acetilada possuindo um peso molecular de no mínimo 200 KDa, e um grau de desacetilação de 30 - 60 %, neutralizada com uma base hidroxilada.

WO-A-2005/097871 também revela que a referida composição pode compreender ainda 1,3-propanodiol para modular as propriedades viscoelásticas do hidrogel.Contudo, o 1,3-propanodiol não é mencionado como "geralmente reconhecido como seguro" {generally recognized as safe—GRAS), nem é reconhecido como um aditivo mencionado na farmacopéia Norte-Americana, na farmacopéia Européia ou na farmacopéia Japonesa de modo que seu uso é limitado em aplicações biomédicas.

Além disso, as composições de quitosana neutralizadas termoestáveis que contêm 1,3-propanodiol perdem suas propriedades termo-reativas após liofilização.

Tendo em vista a necessidade contínua de se oferecer hidrogéis de quitosana termo-sensíveis melhorados para aplicações biomédicas, os inventores da presente invenção continuaram suas pesquisas para superar as desvantagens dos hidrogéis termo-sensíveis conhecidos.

Um objetivo da presente invenção é fornecer uma composição de quitosana neutralizada termoestável aquosa que forme um hidrogel transparente sem fosfato que tenha propriedades melhoradas e que sejam aceitáveis para aplicações biomédicas.

Um outro objetivo da presente invenção é fornecer uma composição de quitosana neutralizada termoestável aquosa que possa ser armazenada facilmente e que conserve suas propriedades termoestáveis após o armazenamento.

Ainda outro objetivo da presente invenção é fornecer uma composição de quitosana neutralizada termoestável aquosa que tenha uma aplicação facilitada, por exemplo, por injeção utilizando-se agulhas ou técnicas minimamente invasivas.

Estes objetivos são alcançados pela presente invenção.

Síntese da Invenção

De acordo com um primeiro aspecto, a presente invenção fornece uma composição de quitosana neutralizada termoestável aquosa (também chamada aqui de "composição da presente invenção") como definida na reivindicação 1 e em suas reivindicações dependentes 2-11.De acordo com um segundo aspecto, a presente invenção fornece um produto liofilizado da composição termoestável aquosa de acordo com o primeiro aspecto, como definido na reivindicação independente 12.

De acordo com um terceiro aspecto, a presente invenção fornece um processo para produzir a composição de quitosana neutralizada termoestável aquosa de acordo com o primeiro aspecto, como definido na reivindicação independente 13 e em suas reivindicações dependentes 14 e 15.

De acordo com um quarto aspecto, a presente invenção fornece um processo para produzir o produto liofilizado de acordo com o segundo aspecto, como definido na reivindicação independente 16.

De acordo com um quinto aspecto, a presente invenção fornece o uso da composição de acordo com o primeiro aspecto, ou do produto liofilizado de acordo com o segundo aspecto, como definido na reivindicação independente 17-20.

De acordo com a presente invenção, a adição de um agente complexante selecionado dentre polioses e polióis derivados de polioses a uma composição de quitosana especificada permite vantajosamente o fornecimento de um hidrogel transparente sem fosfato que contém propriedades melhoradas, que é aceitável para aplicações biomédicas e que pode ser facilmente armazenado.

Outras vantagens da presente invenção irão surgir na descrição seguinte.

A presente invenção será agora descrita de uma maneira mais detalhada.

Breve Descrição dos Desenhos

A Figura 1 mostra um dispositivo para medir a injetabilidade da composição da presente invenção.

A Figura 2 mostra a evolução do módulo elástico G' (módulo de armazenamento) e do módulo viscoso G" (módulo de perda) do hidrogel transparente contendo trealose obtido no Exemplo 1, em comparação com o mesmo hidrogel sem trealose, como uma função do tempo quando a temperatura aumenta de 4 para 37°C.A Figura 3 mostra a evolução do módulo elástico G' (módulo de armazenamento) e do módulo viscoso G" (módulo de perda) do. hidrogel transparente contendo trealose obtido no Exemplo 1, após a preparação (A) e após o degelo (B), como uma função do tempo quando a temperatura aumenta de 4 para 37°C.

A Figura 4 mostra a evolução do módulo elástico G' (módulo de armazenamento) e do módulo viscoso G" (módulo de perda) do hidrogel transparente contendo trealose obtido no Exemplo 1, após liofilização e reconstituição, em comparação com o mesmo hidrogel sem trealose, como uma função do tempo quando a temperatura aumenta de 4 para 37°C.

A Figura 5 mostra a evolução do módulo elástico G' (módulo de armazenamento) e do módulo viscoso G" (módulo de perda) do hidrogel transparente contendo trealose obtido no Exemplo 4, em comparação com o mesmo hidrogel sem trealose, como uma função do tempo quando a temperatura aumenta de 4 para 37°C.

A Figura 6 mostra a evolução do módulo elástico G' (módulo de armazenamento) e do módulo viscoso G" (módulo de perda) do hidrogel transparente contendo 1,3-propanodiol obtido no Exemplo 5 (Comparativo), após a preparação (A) e após liofilização e reconstituição (B), como uma função do tempo quando a temperatura aumenta de 4 para 37°C.

A Figura 7 mostra a evolução do módulo elástico G' (módulo de armazenamento) e do módulo viscoso G" (módulo de perda) do hidrogel transparente contendo manitol obtido no Exemplo 6, após liofilização e reconstituição, em comparação com o mesmo hidrogel sem trealose, como uma função do tempo quando a temperatura aumenta de 4 para 37°C.

A Figura 8 mostra a evolução do módulo elástico G' (módulo de armazenamento) e do módulo viscoso G" (módulo de perda) do hidrogel transparente contendo glicerol obtido no Exemplo 7, como uma função do tempo quando a temperatura aumenta de 4 para 37°C.

Descrição Detalhada da Presente Invenção

Deve-se notar que na presente descrição e nas reivindicações, a expressão "termoestável" em conexão com a composição da presente invençãosignifica que a temperatura não induz a gelificação da composição, mas atua ao invés como um catalisador que encurta dramaticamente o tempo de gelificação quando aumentada.

Deve-se notar também que, na presente invenção, a expressão "hidrogel" ou "hidrogel da presente invenção" é utilizada ao invés de "composição da presente invenção" quando apropriado.

Deve-se notar ainda que na presente invenção e nas reivindicações, o termo "neutralizado" significa um pH de 6,7-7,1.

De acordo com a presente invenção, a composição de quitosana neutralizada termoestável aquosa que forma um hidrogel transparente sem fosfato a uma temperatura maior do que 5°C compreende uma composição de quitosana re-acetilada neutralizada com uma base hidroxilada e um agente complexante selecionado dentre polioses e polióis derivados de polioses.

O peso molecular (pM) médio da quitosana re-acetilada compreendida na composição da presente invenção é tipicamente de no mínimo 100 KDa.

O peso molecular da quitosana pode ser determinado por fracionamento de campo-fluxo de fluxo assimétrico (FCFA) acoplado a dispersão de luz de ângulo múltiplo (DLAM) como relatado, por exemplo, por B. Wittgren e K.-G. Wahlund em Journal of Chromatography A 760:205-215 (1997).

Uma quitosana re-acetilada que tenha um pM tipicamente de no mínimo 100 KDa é particularmente apropriada para uso na presente invenção porque ela permite a formação de uma composição termoestável que forma um hidrogel firme.

Preferivelmente, a quitosana re-acetilada utilizada na presente invenção tem um pM de no mínimo 200 KDa.

O limite superior do pM da quitosana re-acetilada utilizada na presente invenção depende da quantidade da quitosana re-acetilada compreendida na composição da presente invenção e é determinado pela facilidade da administração, que depende da aplicação escolhida.

A quitosana re-acetilada utilizada na presente invenção deve ter um grau de desacetilação de 40 - 70%, o que significa que a quitosana compreendede 40 a 70% de unidades de D-glicosamina e de 60 a 30% de unidades de N-acetil-D-glicosamina neutra, respectivamente.

O grau de desacetilação da quitosana pode ser determinado por Ressonância Magnética Nuclear, tal como descrito na literatura por Lavertu e outros, Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis 32: 1149-1158 (2003).

Se o grau de desacetilação da quitosana re-acetilada for menor do que 40%, a quitosana re-acetilada se tornará um polímero próximo da quitina, que é insolúvel em condições ácidas, e conseqüentemente não utilizável na presente invenção.

Se o grau de desacetilação da quitosana re-acetilada for maior do que 70%, a quitosana re-acetilada não irá permitir a preparação de uma composição que forme um hidrogel transparente sem fosfato.

Preferivelmente, o grau de desacetilação da quitosana re-acetilada compreendida na composição da presente invenção é de 45 a 65%.

Uma quitosana re-acetilada possuindo um peso molecular tipicamente de no mínimo 100 KDa e um grau de desacetilação de 40 - 70% para uso na presente invenção pode ser preparada, por exemplo, de acordo com o processo revelado em WO-A-2005/097871 ou pode ser obtida da Novamatrix (Oslo, Noruega).

A quantidade de quitosana re-acetilada compreendida na composição da presente invenção tem que ser de 0,1 a 5,0 % p/p, com base na composição total.

Uma quantidade de quitosana re-acetilada menor do que 0,1 % p/p não permite a formação de um hidrogel, e uma quantidade maior do que 5,0 % p/p induz a formação de uma composição muito difícil de injetar.

A quantidade de quitosana re-acetilada compreendida na composição da presente invenção será escolhida dependendo do pM da quitosana e da aplicação visada.

Preferivelmente, a quantidade da quitosana re-acetilada compreendida na composição da presente invenção é de 0,5 a 3,0 % p/p, com base na composição total.A quantidade do agente complexante compreendida na composição da presente invenção tem que ser de 1 a 30 % p/p, com base na composição total, e irá depender da concentração e do peso molecular da quitosana re-acetilada assim como do tempo de gelifícação requerido e do grau de consistência do hidrogel.

A quantidade do agente complexante compreendida na composição da presente invenção é preferivelmente de 5 a 15 % p/p, com base na composição total.

O referido agente complexante selecionado dentre as polioses e polióis derivados de polioses compreendidos na composição da presente invenção permite que se module as propriedades do hidrogel, tais como o tempo de gelifícação e a viscosidade do hidrogel.

Em uma modalidade preferida da invenção, o agente complexante pode ser utilizado na presente invenção é uma poliose, mais preferivelmente uma poliose selecionada dentre os monossacarídeos e os dissacarídeos.

Como exemplos preferidos de monossacarídeos que podem ser utilizados na presente invenção, pode-se citar a D-glicose (também chamada dextrose), a frutose e a tagatose, as quais são conhecidas como excipientes para composições farmacêuticas de acordo com as farmacopéias Européias, Norte-Americanas ou Japonesas.

Como exemplos preferidos de dissacarídeos que podem ser utilizados na presente invenção, pode-se citar a trealose, a sucrose, a maltose e a lactose, que são conhecidas como excipientes para composições farmacêuticas de acordo com as farmacopéias Européias, Norte-Americanas ou Japonesas, sendo a trealose particularmente preferida.

Como outros exemplos de polioses que podem ser utilizadas na presente invenção, pode-se citar os polissacarídeos selecionados dentre a polidextrose e a amilose, que são conhecidas como excipientes para composições farmacêuticas.

Em outra modalidade preferida da presente invenção, o agente complexante que pode ser utilizado na presente invenção é um poliol derivado de uma poliose (também chamado álcool de açúcar) selecionado dentre glicerol,manitol, sorbitol, xilitol, eritritol, lactitol e maltitol, os quais são conhecidos como excipientes farmacêuticos de acordo com as farmacopéias Européias, Norte-Americanas ou Japonesas, sendo o glicerol particularmente preferido.

As composições da presente invenção podem ser liofilizadas para armazenamento enquanto conservam suas propriedades termoestáveis e devem ser degeladas a 4°C antes de seu uso.

Além disso, as composições da presente invenção, com exceção das que compreendem glicerol como o agente complexante, podem ser vantajosamente liofilizadas para obter um produto liofilizado para um armazenamento e uma distribuição facilitadas, e reconstituídas pela adição de água fria ao produto liofilizado sob agitação a 4°C antes de seu uso, enquanto conservam suas propriedades termoestáveis.

A composição da presente invenção pode ser preparada de acordo com um processo que forma parte da presente invenção.

Na etapa a) do referido processo, a quitosana re-acetilada possuindo um peso molecular tipicamente no mínimo de 100 KDa, preferivelmente de no mínimo 200 KDa, um grau de desacetilação de 40 - 70%, preferivelmente de 45-65%o, é solubilizada em um meio de HC1 aquoso, e após a dissolução completa da quitosana, a temperatura da solução de quitosana é resinada até uma temperatura mais baixa do que 5°C, por exemplo, em um banho de gelo.

Então, na etapa b) do referido processo, o pH da solução de quitosana resfriada é neutralizado até um pH de 6,7-7,1, preferivelmente um pH de 6,8, através da adição em gotas, sob agitação em uma temperatura mais baixa do que 5°C, da quantidade necessária de uma solução aquosa contendo uma base hidroxilada previamente resfriada até uma temperatura menor do que 5°C.

Um pH mais alto não é apropriado porque iria induzir a precipitação da quitosana.

De acordo com o referido processo, a base hidroxilada utilizada para a neutralização é preferivelmente NaOH.

Uma agitação inadequada ou uma adição muito rápida da base hidroxilada aquosa induz a precipitação da quitosana.Na etapa c) do referido processo, o agente complexante selecionado dentre polioses e derivados de polioses é adicionado durante ou após a etapa de solubilização a), ou antes, durante ou depois da etapa de neutralização b).

É ressaltado que a descrição referente às quitosanas, aos agentes complexantes e às suas quantidades em relação à composição da presente invenção também se aplicam em relação ao processo da presente invenção.

O processo para preparar a composição da presente invenção pode compreender ainda, caso necessário, uma etapa de esterilização do quitosana re-acetilada antes da etapa a) de solubilização. Para se obter um hidrogel estéril, a preparação é realizada sob condições ascéticas (por ex., sob um fluxo laminar), e cada solução adicionada é previamente filtrada através de um filtro de 0,22 um ou esterilizada a vapor.

Por exemplo, a esterilização pode ser realizada por radiação ou idealmente por esterilização a vapor da quitosana re-acetilada suspensa em água, como descrito por Yen (Yen S. F. e outros, 1998, US-A-5773608.

O processo para preparar a composição da presente invenção pode compreender ainda, caso necessário, uma etapa de congelamento da referida composição para um armazenamento facilitado.

Nesse caso, a composição congelada tem que ser degelada a 4°C antes de seu uso.

Em uma modalidade particularmente preferida, o processo de acordo com a presente invenção pode ser completado pela liofilização adicional da composição da presente invenção, com exceção à composição da presente invenção que contém glicerol como o agente complexante, para obter um produto liofilizado que forma parte da presente invenção.

O referido produto liofilizado pode ser convenientemente armazenado e distribuído para uso médico, e pode ser reconstituído pela adição de água fria sob agitação a 4°C.

Quando a temperatura da composição de quitosana neutralizada termoestável da presente invenção é aumentada, por exemplo, após a administração, a termo-gelificação ocorre levando à formação de um hidrogelfirme transparente, sem fosfato. Quanto maior a temperatura, tanto mais curto o tempo de gelificação.

De acordo com a presente invenção, a composição da presente invenção pode ser vantajosamente utilizada como um sistema de distribuição de drogas e, com vista às suas propriedades específicas, pode ser vantajosamente utilizada vantajosamente para a preparação de uma formulação injetável.

Adicionalmente, como o produto liofilizado da presente invenção conserva suas propriedades termoestáveis após a reconstituição, ele pode ser vantajosamente utilizado para a preparação de um sistema de distribuição de drogas e para a formulação de uma preparação injetável.

Para demonstrar as propriedades elásticas melhoradas dos hidrgéis de quitosana transparentes sem fosfato da presente invenção, foram feitas medições reológicas de vários hidrogéis de acordo com a presente invenção e de hidrogéis comparativos, de acordo com o método a seguir, a não ser quando indicado de outra forma.

As propriedades viscoelásticas dos hidrogéis foram determinadas imediatamente após a preparação dos hidrogéis utilizando-se um Rheostress 1 (Haake, Karlsruhe, Alemanha) utilizando-se um dispositivo de cone/placa (diâmetro 60 mm, ângulo 4o). A temperatura foi controlada com um banho termostático Haake DC 30 e um dispositivo de refrigeração Haake K10 (Haake, Karlsruhe, Alemanha) acoplados ao reômetro. Os hidrogéis foram colocados entre o cone e a placa (resinados até 4°C) e medidos após 10 minutos. Todas as medições foram realizadas na faixa viscoelástica linear, e G' (módulo de armazenamento) e G" (módulo de perda) foram determinados sob uma deformação constante (y = 0,05) a 1,00 Hz por 180 minutos. A temperatura foi aumentada de 4 para 37°C a 6,67min ao longo dos primeiros 5 minutos, e mantida em 37°C durante os 175 minutos seguintes. A evaporação da água que tornava os hidrogéis secos foi minimizada pelo uso de uma cobertura que envolvia o dispositivo de cone/placa.

Os seguintes hidrogéis foram testados:(1) o hidrogel da presente invenção obtido no Exemplo 1, contendo 2% p/p de quitosana (GD 47%) obtida da Novamatrix e 8% p/p de trealose, e o hidrogel comparativo sem trealose (ver Figura 2);

(2) o hidrogel da presente invenção obtido no Exemplo 1, contendo 2% p/p de quitosana (GD 47%) obtida da Novamatrix e 8% p/p de trealose, após a preparação e o congelamento-degelo de acordo com o Exemplo 2 (ver Figuras 3A e 3B);

(3) o hidrogel da presente invenção obtido no Exemplo 1, contendo 2% p/p de quitosana (GD 47%) obtida da Novamatrix e 8% p/p de trealose, após liofilização e reconstituição de acordo com o Exemplo 3, e o hidrogel comparativo sem trealose (ver Figura 4);

(4) o hidrogel da presente invenção obtido no Exemplo 4, contendo 0,9% p/p da quitosana (GD 61%) obtida de acordo com o Exemplo de Preparação 1 e 5% p/p de trealose, e o hidrogel comparativo sem trealose (ver Figura 5);

(5) um hidrogel comparativo obtido no Exemplo 5 (Comparativo), contendo 1% p/p da quitosana (GD 47%) obtida de acordo com o Exemplo de Preparação 2 e 10% p/p de 1,3-propanodiol, após a preparação e após liofilização e reconstituição (ver Figuras 6A e 6B);

(6) o hidrogel da presente invenção obtido no Exemplo 6, contendo 0,9% p/p da quitosana (GD = 61%) obtida de acordo com o Exemplo de Preparação 1, e 5% p/p de manitol, após liofilização e reconstituição (ver Figura 7);

(7) o hidrogel da presente invenção obtido no Exemplo 7, contendo 2% p/p de quitosana (GD 47%) obtida da Novamatrix e 10% de glicerol, e o hidrogel comparativo sem glicerol (ver Figura 8).

As Figuras 2-8 mostram a evolução do módulo elástico G' (módulo de armazenamento) e do módulo viscoso G" (módulo de perda) dos hidrogéis testados como uma função do tempo quando a temperatura aumenta de 4 para 37°C. O início da formação incipiente da rede gelatinosa, que define o tempo de gelifícação, é dada pelo tempo do cruzamento de G' e G".Como mostrado na Figura 2, a adição de uma poliose tal como a trealose de acordo com a presente invenção aumenta os valores de G' e G" do hidrogel em comparação com o mesmo hidrogel sem trealose.

A Figura 3A mostra as propriedades viscoelásticas do hidrogel logo após sua preparação (como relatada na Figura 2) enquanto que a Figura 3B mostra as propriedades viscoelásticas do mesmo hidrogel após congelamento e degelo.

Como mostrado na Figura 3B, as propriedades termoestáveis da composição da presente invenção são mantidas após o congelamento e o degelo.

A Figura 4 mostra as propriedades viscoelásticas do hidrogel relatado na Figura 2 após liofilização e reconstituição.

Como mostrado na Figura 4, as propriedades termoestáveis da composição da presente invenção são mantidas após a liofilização e a reconstituição.

Como mostrado na Figura 5, a composição da presente invenção contendo trealose apresenta um ponto de gelificação de 30 minutos, enquanto que a mesma formulação sem trealose forma um gel após 150 minutos.

Como mostrado nas Figuras 6A e 6B, a composição comparativa contendo 1,3-propanodiol forma um hidrogel quando as propriedades viscoelásticas são medidas após sua preparação (Figura 6A), mas não conserva suas propriedades termoestáveis, como indicado pela ausência de um ponto de gelificação na Figura 6B.

Como mostrado na Figura 7, a composição da presente invenção contendo manitol conserva suas propriedades termoestáveis após liofilização e reconstituição, como indicado pela presença de um ponto de gelificação.

Como mostrado na Figura 8, a composição da presente invenção contendo glicerol forma um hidrogel, como indicado pela presença de um ponto de gelificação enquanto que a mesma formulação sem glicerol não apresenta ponto de gelificação após 180 minutos.

Os exemplos a seguir são dados para ilustrar a presente invenção. Contudo, eles não podem ser considerados em caso algum como limitativos do escopo da presente invenção.EXEMPLOS

Nos exemplos seguintes, o grau de desacetilação das quitosanas foi determinado por Ressonância Magnética Nuclear (RMN) tal como descrita na literatura por Lavertu e outros, Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis 32: 1149-1158 (2003).

O peso molecular das quitosanas foi determinado por fracionamento de campo-fluxo de fluxo assimétrico (FCFA) acoplado a uma dispersão de luz de ângulo múltiplo, da seguinte forma:

O fracionamento da solução de quitosana (2 mg/ml em tampão de acetato pH 4,5) foi realizado em um canal trapezoidal, com 26,5 cm de comprimento e 350 jj,m de altura, conectado a um sistema Eclipse F (Wyatt Technology Europe, Dernbach, Alemanha). O fundo do canal foi revestido com uma membrana de celulose regenerada com um corte de 10 KDa (Microdyn-Nadir GmbH, Wiesbaden, Alemanha). O meio de eluição consistia em um tampão de acetato com pH 4,5. O fluxo do canal foi ajustado para 1 ml/min, e o fluxo de injeção para 0,2 ml/min. A separação começou com um fluxo de foco de 1 ml/min por 3 minutos e em seguida por um fluxo cruzado de 0,2 ml/min por 15 minutos. Um detector de dispersão de luz de ângulo múltiplo Dawn EOS (Wyatt Technology, Santa Barbara, EUA) e um detector de índice de refração (IR) (Waters differential refractometer, Milford, MA, EUA) foram acoplados em linha com o canal de fracionamento de campo-fluxo. O detector de dispersão de luz foi equipado com um laser de GaAs (comprimento de onda: 690 nm) e dezoito detectores. A luz dispersa foi coletada em ângulos compreendidos entre 14 e 163 graus. O detector de IR foi calibrado com cloreto de sódio. Os dados foram coletados e analisados com o software Astra versão 4.90.08, utilizando-se um incremento de índice de refração (dn/dc) de 0,153 ml/g.

Nos exemplos a seguir, a injetabilidade de algumas composições foi determinada com um dispositivo composto de um suporte vertical para uma seringa luer lock de 1,0 ml preenchida com o hidrogel a 3°C e um prato repousando sobre o pistão da seringa como mostrado na Figura 1. Uma agulha de 27G1/2 x 0,5 polegadas foi fixa na seringa que foi posicionada no suporte. Umamassa (500 g ou 1 Kg) foi colocada sobre esse prato e o tempo necessário para que a composição fosse expelida da seringa foi medido.

Nos Exemplos 1-3 e 7 a seguir, a quitosana re-acetilada utilizada para a preparação do hidrogel é uma quitosana re-acetilada obtida da Novamatrix (lote FU-507-03), com um GD de 47% (medido por RMN) e um peso molecular médio (pM) de 3600 kDa (medido por FCFA-DLAM).

Nos Exemplos 4 e 6 a seguir, as quitosanas re-acetiladas utilizadas para a preparação dos hidrogéis são quitosanas re-acetiladas preparadas de acordo com o Exemplo de Preparação 1.

No Exemplo 5 a seguir, a quitosana re-acetilada utilizada para a preparação do hidrogel é a quitosana re-acetilada preparada de acordo com o Exemplo de Preparação 2.

Exemplo de Preparação 1

Preparação de uma quitosana re-acetilada "Fagal Lote 21" possuindo um GD de 61% de acordo com o método revelado em WO-A-2005/097871

25,5 g de flocos de quitosana (Sigma-Aldrich, Saint Louis, Missouri, EUA, produto número 41,941-9, lote 14418LB) foram dissolvidos em 1 litro de uma solução de ácido acético 10% e em metanol (50/50) por uma hora sob agitação. 550 ml de metanol foram adicionados. Após 2 horas de agitação, a mistura foi filtrada através de um filtro de 10 [im para eliminar partículas insolúveis. A solução viscosa foi então dialisada (Spectra/Por® 1 Dialysis Membranes 6.000 - 8.000 MWCO, no 132665, Speclrum Laboratories, Rancho Dominguez, EUA) contra água deionizada por 72 horas, com trocas diárias da água. A solução foi então filtrada através de um filtro de 5 um. Sob agitação, 400 ml de NH4OH 0,2M/etanol (50/50) foram adicionados para induzir precipitação. Após 1 hora de agitação, a suspensão foi filtrada através de um filtro de 100 jam. O precipitado foi lavado com metanol até ficar neutro. A quitosana purificada obtida foi seca na presença de Sílicagel, sob vácuo, na temperatura ambiente e protegida da luz.

10 g dessa quitosana purificada foram dissolvidos em 500 ml de ácido acético 10% / metanol (50/50). A mistura foi mexida por 1 hora e deixadade lado até o dia seguinte. 400 ml de metanol foram adicionados. A solução foi mexida por várias horas e deixada de lado até o dia seguinte. 150 ml de metanol foram adicionados e a solução de quitosana foi resinada até uma temperatura menor do que 5°C utilizando-se um banho de gelo. Uma solução feita de 2,4 ml de anidrido acético e 200 ml de metanol foi resinada até uma temperatura menor do que 5°C e adicionada em gotas à solução de quitosana, sob vigorosa agitação mecânica. Essa solução contendo quitosana homogeneamente re-acetilada foi mantida sob agitação em uma temperatura menor do que 5°C por uma hora para assegurar a reação completa, e deixada de lado até o dia seguinte na temperatura ambiente. Para eliminar os sais produzidos durante a re-acetilação e para eliminar mais partículas insolúveis, essa solução viscosa foi dialisada contra água deionizada por 12 dias (mesmas membranas de diálise acima) com trocas diárias da água. A solução viscosa de quitosana foi então filtrada através de um filtro de 5 u.m. 200 ml de NH4OH 0,2M / metanol (50/50) foram adicionados sob agitação para induzir a precipitação da quitosana. Após 4 horas de agitação, a quitosana foi feita passar através de um filtro de 100 um e lavada com metanol. Por fim, a quitosana homogeneamente re-acetilada foi secada na presença de Sílicagel, sob vácuo, na temperatura ambiente e protegida da luz.

A quitosana re-acetilada obtida tinha um GD de 61% (medido por RJVIN) e um peso molecular (pM) médio de 7900 KDa (medido por FCFA-DLAM).

Exemplo de Preparação 2

Preparação de uma quitosana re-acetilada "Fagal Lote 25" possuindo um GD de 47% de acordo com o método revelado em WO-A-25 2005/097871

Flocos de quitosana (Sigma-Aldrich, Saint Louis, Missouri, EUA, produto número 41,941-9, lote 14418LB) foram purificados como no Exemplo de Preparação 1.

A quitosana re-acetilada obtida tinha um GD de 47% (medido por RMN).Exemplo 1

Preparação de uma composição de acordo com a presente invenção, contendo 2 % p/p de quitosana re-acetilada (GD=47%RMN) fornecida por Novatrix e 8 % p/p de trealose 700 mg de quitosana re-acetilada fornecida pela Novamatrix (lote FU-507-03), com um GD de 47% (medido por RMN) foram esterilizados em autoclave em suspensão em água a uma concentração de 4% (p/p). 145 ul de HC1 foram adicionados e a suspensão foi mantida sob agitação por 18 horas na temperatura ambiente para permitir a solubilização completa da quitosana. 3,09 g de trealose foram solubilizados em 6,5 ml de NaOH 0,15M. Essa solução foi resinada em um banho de gelo e adicionada em gotas sob agitação à solução de quitosana resfriada. O pH do gel foi então ajustado para 6,8 pela adição em gotas de NaOH diluído resinado. Por fim, água fria foi adicionada para a obtenção de uma massa total de 35 g. O hidrogel transparente observado mostrou um aumento de seu comportamento viscoelástico ao longo do tempo a 37°C, como ilustrado na Figura 2 e na Figura 3A, e teve uma gelificação de tempo de 111 minutos. A medição de injetabilidade deu 30 segundos com uma massa de um quilograma.

Exemplo 2

Congelamento-degelo do hidrogel obtido no Exemplo 1

10 g da preparação do Exemplo 1 foram congelados em nitrogênio líquido e mantidos a -20°C. Eles foram então degelados a 4°C antes que suas propriedades reológicas fossem determinadas. Como mostrado na Figura 3B, as propriedades termoestáveis foram mantidas.

Exemplo 3

Liofilização do hidrogel obtido no Exemplo 1

10 g da preparação do Exemplo 1 foram congelados em nitrogênio líquido e mantidos a -20°C antes de serem liofilizados por 24 horas com um Edwards Modulyo Feeze Dryer (placa a -50°C, vácuo de 10"' mbar). O produto liofilizado obtido foi reconstituído pela adição de água fria sob agitação, a 4°C. Como mostrado na Figura 4, as propriedades termoestáveis foram mantidas.Exemplo 4

Preparação de uma composição de acordo com a presente invenção, contendo 0,9 % p/p da quitosana re-acetilada "Fagal lote 21" (GD=61%rivin) obtida de acordo com o Exemplo de Preparação 1 e 5 % p/p de trealose

270 mg de quitosana re-acetilada preparada de acordo com a Preparação 1 e possuindo um GD de 61% (medido por RMN) foram solubilizados em 15 ml HC1 0,1N sob agitação por 18 horas na temperatura ambiente. 1,66 g de trealose dihidrato foram solubilizados em 8 ml de NaOH 0,15M. Essa solução foi resfriada em um banho de gelo e adicionada em gotas, sob agitação, à solução de quitosana resfriada. O pH do gel foi então ajustado para 6,8 pela adição em gotas de NaOH diluído resfriado. Por fim, água fria foi adicionada para a obtenção de uma massa total de 30 g. O hidrogel transparente obtido mostrou um aumento de seu comportamento viscoelástico ao longo do tempo a 37°C, como ilustrado na Figura 5. A formulação contendo trealose mostrou um ponto de gelificação após 30 minutos, enquanto que a formulação que não continha trealose formou um gel após 150 minutos. A medição da injetabilidade deu 30 segundos com uma massa de 500 g. Exemplo 5 (Comparativo)

Preparação de uma composição comparativa contendo 1 % p/p da quitosana re-acetilada "Fagal lote 25" (GD=47%RMN) obtida de acordo com o Exemplo de Preparação 2 e 10 % p/p de 1,3-propanodiol

200 mg de quitosana re-acetilada preparada de acordo com o Exemplo de Preparação 2 e possuindo um GD de 47% (medido por RMN) foram solubilizados em 10 ml HC1 0,1N sob agitação por 18 horas na temperatura ambiente. 2 g de 1,3-propanodiol foram adicionados à quitosana solubilizada. O pH do gel foi então ajustado para 6,8 pela adição em gotas de NaOH diluído resfriado. Por fim, água fria foi adicionada para a obtenção de uma massa total de 20 g. O hidrogel transparente obtido mostrou um aumento de seu comportamento viscoelástico ao longo do tempo a 37°C, como ilustrado na Figura 6A.

Quando congelada (a -80°C), liofílizada (por 24 horas) e reconstituída com água fria sob agitação a 4°C, a preparação obtida não era maisinjetável (27G1/2, um Quilograma de massa) no teste de medição de injetabilidade. Além disso, ela não apresentou quaisquer propriedades de termogelificação, como mostrado na Figura 6B.

Exemplo 6

Preparação de uma composição de acordo com a presente invenção, contendo 0,9 % p/p da quitosana re-acetilada "Fagal lote 21" (GD=61%Rmn) obtida de acordo com o Exemplo de Preparação 1 e 5 % p/p de manitol

630 mg da quitosana re-acetilada obtida de acordo com o Exemplo de Preparação 1 foram solubilizados em 35 ml HC1 0,1N sob agitação por 18 horas na temperatura ambiente. Essa solução de quitosana foi resfriada até mais ou menos 5°C antes da adição de 3,5 g de manitol. O pH do gel foi então ajustado para 6,8 pela adição em gotas de NaOH diluído resfriado. Por fim, água fria foi adicionada para a obtenção de uma massa total de 70 g. 10 g dessa preparação foram congelados em nitrogênio líquido e mantidos a -20°C antes de serem liofilizados por 24 horas com um liofilizador Edwards Modulyo Freeze drier (placa a -50°C, vácuo de 10"' mbar). O produto liofilizado obtido foi reconstituído pela adição de água fria sob agitação, a 4°C. O hidrogel transparente obtido mostrou um aumento de seu comportamento viscoelástico ao longo do tempo a 37°C, com um tempo de gelificação de 1 hora, como ilustrado na Figura 7.

Exemplo 7

Preparação de uma composição de acordo com a presente invenção, contendo 2 % p/p de quitosana re-acetilada (GD=47%RMiN) fornecida por Novatrix e 10 % p/p de glicerol

700 mg de quitosana re-acetilada obtida da Novatrix foram esterilizados em autoclave em suspensão em água a uma concentração de 4% (p/p). Após o resfriamento da suspensão até a temperatura ambiente, 145 u.1 de HC1 foram adicionados e a mistura foi mantida sob agitação por 18 horas para permitir a solubilização completa da quitosana. A solução de quitosana foi resfriada até em torno de 5°C utilizando-se um banho de gelo, e 3,5 g de glicerol resfriado foram adicionados. O pH do gel foi então ajustado para 6,8 pela adiçãoem gotas de NaOH diluído resinado. Por fim, água fria foi adicionada para a obtenção de uma massa total de 35 g. O hidrogel transparente contendo glicerol mostrou um aumento de seu comportamento viscoelástico ao longo do tempo a 37°C, com um tempo de gelificação de 135 minutos, como ilustrado na Figura 8, enquanto que a formulação que não continha glicerol não apresentou ponto de gelificação após 180 minutos.

Claims

1. Composição de quitosana neutralizada termoestável aquosa que forma um hidrogel transparente e sem fosfato a uma temperatura mais alta do que 5°C, caracterizada por compreender de 0,1 a 5,0 % p/p, com base na composição total, de uma quitosana re-acetilada que tem um peso molecular de não menos de 100 kDa e um grau de desacetilação de 40-70%, neutralizada com uma base hidroxilada, e por ter de 1 a 30 % p/p, com base na composição total, de um agente complexante selecionado dentre as polioses e os polióis derivados de polioses.

2. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pela quitosana re-acetilada ser compreendida em uma quantidade de 0,5 a 30 % p/p, com base na composição total.

3. Composição de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo grau de desacetilação da quitosana re-acetilada ser de 45 a 65%.

4. Composição de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo peso molecular da quitosana re-acetilada não ser menor do que 200 kDa.

5. Composição de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo agente complexante ser compreendido em uma quantidade de 5 a 15 % p/p, com base na composição total.

6. Composição de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo agente complexante ser uma poliose.

7. Composição de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pela poliose ser selecionada dentre monossacarídeos e dissacarídeos.

8. Composição de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pela poliose ser um monossacarídeo selecionado dentre a D-glicose, a frutose e a tagatose.

9. Composição de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pela poliose ser um dissacarídeo selecionado dentre a trealose, a sucrose, a maltose e a lactose.

10. Composição de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo dissacarídeo ser a trealose.

11. Composição de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo agente complexante ser um poliol derivado de poliose selecionado dentre glicerol, manitol, sorbitol, xilitol, eritritol, lactitol e maltitol.

12. Produto liofílizado caracterizado por ser obtido por liofilização da composição de quitosana neutralizada termoestável como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 11, com exceção à composição contendo glicerol como o agente complexante.

13. Processo para produzir a composição de quitosana neutralizada termoestável de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado por compreender as etapas de:a) solubilização de uma quantidade apropriada de uma quitosana re-acetilada que tenha um peso molecular de no mínimo 100 kDa e um grau de desacetilação de 40-70%, em um meio de HC1 aquoso, e o resfriamento da referida solução ácida de quitosana até uma temperatura abaixo de 5°C;b) neutralização da solução de quitosana resinada obtida na etapa a) através da adição de uma base hidroxilada aquosa previamente resfriada até uma temperatura abaixo de 5°C à solução de quitosana resfriada até que a solução resfriada de quitosana apresente um pH de 6,7-7,1;c) adição de uma quantidade apropriada de um agente complexante selecionado dentre as polioses e os polióis derivados de polioses durante ou após a etapa de solubilização a), ou antes, durante ou depois da etapa . de neutralização b), ed) opcionalmente, o congelamento da composição de quitosana neutralizada termoestável aquosa.

14. Processo de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por compreender ainda uma etapa de esterilização da quitosana re-acetilada antes da etapa de solubilização a).

15. Processo de acordo com a reivindicação 13 ou 14, caracterizado por, na etapa b), a base hidroxilada ser NaOH.

16. Processo para produzir o produto liofílizado como definido na reivindicação 12, caracterizado por compreender a liofilização da composição de quitosana neutralizada termoestável aquosa obtida pelo processo como definido em qualquer uma das reivindicações 13 a 15, com a provisão de que a composição não contenha glicerol como o agente complexante.

17. Uso da composição de quitosana neutralizada termoestável aquosa como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado por ser feito como um sistema de distribuição de drogas.

18. Uso da composição de quitosana neutralizada termoestável aquosa como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado por ser feito para a preparação de uma formulação injetável.

19. Uso do produto liofílizado como definido na reivindicação 12, caracterizado por ser feito para a preparação de um sistema de distribuição de drogas.

20. Uso do produto liofílizado como definido na reivindicação 12, caracterizado por ser feito para a preparação de uma formulação injetável.