ES2287406T3 - Materiales de vendaje para heridas que comprenden colageno y celulosa oxidada. - Google Patents

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Abstract

Un material de vendaje para heridas en a la forma de una esponja secada por congelación o secada en disolvente, en el que dicho material consta de: colágeno fibroso, sustancialmente insoluble; celulosa oxidada en la forma de fibras o polvo molido, formando dicha celulosa oxidada complejos al colágeno; 0 a 25% de polisacáridos biocompatibles diferentes de la celulosa oxidada 0 a 20% de agua y 0 a 40% de un plastificante en peso.

Description

Materiales de vendaje para heridas que comprenden colágeno y celulosa oxidada.
La presente invención se refiere a materiales de vendajes para heridas que comprenden celulosa oxidada que forma complejos con colágeno que son adecuados para cicatrización de heridas.
La celulosa oxidada es producida por la oxidación de de celulosa, por ejemplo con tetróxido de dinitrógeno. Este proceso convierte los grupos de alcohol primarios sobre los residuos de sacáridos en grupo de ácido carboxílico, formando residuos de ácido urónico dentro de la cadena de celulosa. La oxidación no procede con selectividad completa, y como un resultado se convierten ocasionalmente los grupos hidroxilo 2 y 3 en la forma ceto. Estas unidades cetona introducen un enlace lábil de álcali, que a pH 7 o superior inicia la descomposición del polímero mediante la formación de una lactona y escisión del anillo de azúcar. Como resultado, la celulosa oxidada es biodegradable y bioabsorbible en condiciones fisiológicas.
La celulosa oxidada preferida para las aplicaciones prácticas es celulosa regenerada oxidada (ORC) preparada mediante la oxidación de una celulosa regenerada, tal como rayón. Se ha conocido durante algún tiempo que la ORC tiene propiedades hemostáticas. El ORC ha estado disponible como un producto hemostático llamado SURGICEL (Marca comercial registrada de Johnson y Johnson Medical, Inc) desde 1950. Este producto está producido mediante la oxidación de un material de rayón de punto.
Una modificación de la porosidad, densidad y patrón de punto conducían al lanzamiento de un segundo producto textil ORC INTERCEED (Marca comercial registrada de Johnson y Johnson Medical, Inc) que se mostró que reduce el grado de la adhesión postquirúrgica en cirugía abdominal.
El documento US-A-2517772 (Doub y col.) describe materiales hemostáticos mejorados obtenidos impregnando tejido de ORC con trombina.
El documento EP-A-0437095 describe material de ORC neutralizado preparado poniendo en contacto un material de ORC ácido sintetizado con una solución de una sal básica de un ácido orgánico débil, tal como acetato de sodio. El producto neutralizado resultante está indicado para hemostasia y prevención de adhesión.
El colágeno, que es una proteína estructural de origen animal, se conoce en varias formas para uso como un material de vendaje para heridas.
El documento GB-A-1515963 describe materiales de compuestos reticulados de colágeno - mucopolisacárido para uso en aplicaciones médicas y quirúrgicas, injertos de vasos sanguíneos y todas las formas de prótesis quirúrgicas. El material compuesto contiene al menos 0,5% en peso de un mucopolisacárido unido irreversiblemente al colágeno. El mucopolisacárido es un polisacárido animal que contiene residuos de hexosamina, tal como ácido hialurónico, sulfato de condroitina o sulfato de heparina. Los materiales compuestos se dice que muestran mayor resistencia a la resorción y mejor compatibilidad con la sangre que materiales de colágeno sencillos.
Los documentos US-A-4614794 y EP-A-014596 describen complejos formados entre el colágeno t polisacáridos vegetales polianiónicos, tal como alginato de sodio. Los complejos se forman preferiblemente combinando la proteína y el polisacárido a un pH que no es mayor que el punto isoeléctrico de la proteína. Los complejos resultantes se dice que son adecuados para una amplia diversidad de aplicaciones médicas y quirúrgicas, incluyendo vendajes para heridas. No existe descripción del uso de celulosa oxidada en lugar del polisacárido vegetal polianiónico. La memoria descriptiva también enseña que las proteínas diferentes del colágeno, tales como fibrina o elastina se pueden usar en la formación de complejos útiles de proteína/polisacárido.
El documento GB-A-2280850 describe implantes medicados para el tratamiento de enfermedad periodontal que comprende una película de colágeno medicada reforzada con una capa de polímero que puede bioabsorberse, que puede ser ORC. La matriz de colágeno puede contener fibras o fragmentos de ORC dispersados.
El documento EP-A-0177064 describe el uso de una tela de celulosa oxidada de punto tal como hemostático quirúrgico.
El documento EP-A-0562862 describe materiales de esponja que pueden bioabsorberse para uso como implantes en heridas. Los materiales comprenden una matriz de esponja de colágeno que tiene una subestructura orientada en ella. La matriz y/o subestructura puede comprender celulosa regenerada oxidada. No existe descripción del uso de tales materiales para el tratamiento de heridas crónicas.
El documento GB-A-1006606 describe vendajes para heridas hemostáticos que comprenden agregados de cristales de de celulosa oxidada dispersados en una matriz de gel. Se describe el uso de tales geles hemostáticos en cirugía.
El documento CS-A-8704580 describe un vendaje textil que tiene un revestimiento que comprende colágeno y ORC aplicado mediante goteo o pulverización.
El documento EP-A-0049469 describe vendajes para heridas hemostáticos secados por congelación basados en una mezcla de colágeno solubilizado en pepsina con un polímero que se puede resorber seleccionado entre el grupo constituido por fibrinógeno, gelatina modificada por SH, colágeno modificado por SH, o celulosa oxidada modificada por OH.
Los materiales de vendajes para heridas de colágeno o colágeno/polisacárido proporcionan ventajas importantes. Los materiales son de origen natural, biológico (aunque algunas veces modificados químicamente), y por lo tanto tienden a tener baja antigenicidad. Los materiales en general se pueden bioabsorber, lo que reduce el trauma asociado a la eliminación de materiales de vendajes para heridas convencionales de la superficie de la herida. Además, algunos de estos materiales pueden tener efectos terapéuticos positivos en la curación de heridas. Por ejemplo, algunos mucopolisacáridos animales tales como ácido hialurónico se cree que ejercen un efecto quimiotáctico en las células de curación de heridas tales como los fibroblastos, y por lo tanto promueven el crecimiento y desarrollo de tales células. No obstante, permanece una necesidad de materiales de vendajes para heridas de este tipo general que muestran todavía mejor control de propiedades físicas y velocidades de absorción biológica, incluso mejores efectos terapéuticos sobre la curación de heridas y coste reducido.
Un objeto de la presente invención es proporcionar materiales de vendajes para heridas para mamíferos, y especialmente ser humano, heridas crónicas, tales como úlceras venosas, úlceras de decúbito. Tales heridas crónicas en general muestran poco o nada de sangrado o adhesión a otros tejidos corporales, y de acuerdo con lo anterior la celulosa oxidada no habría sido previamente indicada para el tratamiento de tales heridas.
En un primer aspecto, la presente invención proporciona un material de vendajes de heridas en la forma de una esponja secada por congelación o secada por disolvente, en la que dicho material consta de:
Colágeno fibroso, sustancialmente insoluble;
Celulosa oxidada en la forma de fibras o polvo molidos, estando dicha celulosa oxidada complejada al colágeno;
0 a 25% de polisacáridos biocompatibles distintos de la celulosa oxidada
0 a 20% de agua y
0 a 40% de un plastificante en peso.
Preferiblemente, la celulosa oxidada es celulosa regenerada oxidada (ORC). Preferiblemente, la celulosa oxidada tiene un peso molecular medio mayor de 50.000. Tal celulosa oxidada es sustancialmente insoluble en fluidos de heridas, pero experimentarán una descomposición muy gradual en fragmentos que se pueden bioabsorber a pH fisiológico.
Preferiblemente, la celulosa oxidada no está neutralizada. Sin embargo, la presente invención abarca el uso de materiales parcial o completamente neutralizada como se describe en el documento EP-A-0437095 para la preparación de medicamentos para el tratamiento de heridas crónicas como se ha definido en esta memoria descriptiva anteriormente.
Preferiblemente, el colágeno (cuando está presente) y celulosa oxidada juntos forman hasta al menos 75% en peso del material para vendajes de heridas, más preferiblemente al menos 90% en peso del material. Otros componentes del material pueden incluir 0 - 25% en peso de uno o más polisacáridos diferentes, por ejemplo alginatos tales como alginato de sodio o alginato de calcio, derivados de almidón tales como almidón glicolato de sodio, derivados de celulosa tales como metil celulosa o carboximetil celulosa, o glicosaminoglicanos tales como ácido hialurónico o sus sales, sulfato de condroitina o sulfato de heparan. El material también puede comprender hasta el 20% en peso, preferiblemente hasta el 10% en peso de agua. El material también puede contener 0 - 40% en peso, preferiblemente 0 - 25% en peso de un plastificante, preferiblemente un alcohol polihidroxílico tal como glicerol.
Preferiblemente, la relación en peso del colágeno a celulosa oxidada está entre 1:99 a 99,99:1. Más preferiblemente, la relación en peso está en el intervalo de 1:10 a 99,9:1, todavía más preferiblemente está en el intervalo de 2:1 a 95:1.
El vendaje para heridas es una esponja que se puede bioabsorber secada por congelación o secada por disolvente para la aplicación a una herida crónica, comprendiendo la esponja convenientemente entre 0,1% y 50% p/p de celulosa oxidada y entre 50% y 99,9% p/p del colágeno. Preferiblemente, el tamaño de poro medio de la esponja está en la región de 10 - 500 \mum, más preferiblemente aproximadamente 100 - 300 \mum.
El colágeno puede ser colágeno obtenido de cualquier fuente natural, incluyendo fuentes microbiológicas, pero se prefiere el colágeno obtenido de corión bovino que se ha producido en gran medida sin componentes no colágenos, por ejemplo grasa, proteínas no colágenas, polisacáridos y otros carbohidratos como se describe en las patentes de estados Unidos números 4614794 y 4320201. El colágeno puede ser de tipo I, II o III, o también puede ser colágeno químicamente modificado, por ejemplo un atelocolágenop obtenido mediante la eliminación de telopéptidos inmunogénicos de colágeno natural.
Preferiblemente, la celulosa oxidada comprende celulosa regenerada (ORC). La celulosa regenerada oxidada (ORC) se puede obtener mediante los procedimientos descritos en la patente de Estados Unidos Nº 3122479. Este material ofrece numerosas ventajas incluyendo las características que es biocompatible, biodegradable, no inmunogénico y disponible con facilidad comercialmente. La ORC está disponible con grados variables de oxidación y por lo tanto velocidades de degradación.
La fácil disponibilidad de tanto el colágeno como la ORC que tienen un intervalo de propiedades controlables significa que las propiedades de los materiales usados en la presente invención se pueden controlar hasta un grado excepcional. En particular la velocidad de absorción biológica, porosidad y densidad de los materiales se puede controlar.
También se ha encontrado, sorprendentemente, que los complejos colágeno/celulosa oxidada usados en el aspecto preferido de la presente invención tienen una excelente capacidad de unirse a factores de crecimiento, en particular, factor de crecimiento derivado de plaquetas (PDGF).
Los vendajes de acuerdo con la presente invención se puede usar en un procedimiento de tratamiento de una herida crónica en un mamífero, tal como úlcera de decúbito, una úlcera venosa o una úlcera diabética. Preferiblemente, el vendaje se aplica a la herida crónica durante un período de al menos 1 hora, más preferiblemente al menos 6 horas, y más preferiblemente al menos 12 horas. El tratamiento se puede extender durante varios días o semanas, con cambios de vendajes según sea apropiado, si es necesario, para las heridas crónicas.
Sin desear estar unido a ninguna teoría, se cree que los vendajes de acuerdo con la presente invención promueven la curación de las heridas crónicas en al menos alguno de las siguientes formas. En primer lugar, la celulosa oxidada se une a los factores de crecimiento tales como PDGF, EGF y FGF que retienen estos factores de crecimiento en el sitio de la herida de otra manera, tales factores de crecimiento tienden a llevarse fuera del sitio de la herida junto con el exudado de la herida. La descomposición gradual de la celulosa oxidada a pH fisiológico da como resultado la liberación gradual de los factores de crecimiento de nuevo en la herida. Una segunda razón es que la celulosa oxidada se puede bioabsorber completamente y es fisiológicamente aceptable. Una tercera razón puede ser que los fragmentos de oligosacáridos producidos por la descomposición de la celulosa oxidada in vivo ellos mismos promueven la cicatrización de heridas crónicas.
Preferiblemente, la herida crónica se selecciona entre el grupo constituido por úlceras venosas, úlceras de decúbito y úlceras diabéticas. Preferiblemente, la herida crónica es sustancialmente o completamente no sangrante. El término "herida crónica" no abarca un trastorno o enfermedad periodontal.
En un aspecto adicional, la presente invención proporciona un procedimiento de preparación de un material de vendaje para heridas de acuerdo con la presente invención que comprende las etapas de proporcionar una dispersión acuosa de colágeno fibroso, sustancialmente insoluble; dispersar las fibras o polvo molidos de la celulosa oxidada en dispersión acuosa con mezcla; seguido de la eliminación del agua de la dispersión acuosa mediante secado por congelación o secado por disolvente.
Los componentes opcionales, adicionales en los materiales de acuerdo con la presente invención se incluyen preferiblemente en al dispersión acuosa antes de la eliminación del agua de la dispersión acuosa.
Preferiblemente, el pH de la dispersión se ajusta hasta pH 3 - 4,5. Este intervalo de pH es menor que el pH isoeléctrico del colágeno.
Preferiblemente, la dispersión acuosa contiene 5 - 30 mg/ml de colágeno. Preferiblemente, una esponja a base de colágeno se forma mediante liofilización sustancialmente como se ah descrito en el documento US-A- 2157224.
Preferiblemente, el procedimiento comprende además tratamiento del colágeno y celulosa oxidada en la dispersión, o en el material seco, con un agente de reticulación tal como carbodiimida, diisocianato de hexametileno (HMDI) o glutaraldehído.
Como alternativa, la reticulación se puede llevara a cabo de forma deshidrotérmica. El procedimiento de reticulación puede afectar de manera notable el producto final. Por ejemplo, la reticulación de HMDI a los grupos amino primarios en la proteína dentro del complejo, mientras que la carbodiimida se reticula a carbohidrato en la ORC a los grupos amino primarios en la proteína.
La celulosa oxidada se puede añadir a la dispersión acuosa de colágeno en la forma de una suspensión de la celulosa oxidada, preferiblemente a un pH comparable a la suspensión del colágeno, después de mezcla mediante agitación u homogeneización. Como alternativa, las fibras secas de celulosa oxidada se puede sumergir en al dispersión acuosa del colágeno.
Las realizaciones específicas de la presente invención se describirán ahora adicionalmente, a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos acompañantes, en la que:
La Figura 1 muestra un gráfico de cantidades relativas de unión MMP medida por una esponja de colágeno y tejido de ORC SURGICEL (RTM) (mediciones comparativas) y para esponjas de colágeno que forman complejos con 10% en peso, 20% en peso y 30% en peso de ORC fibrosa.
Ejemplo 1 Preparación de una esponja de ORC de colágeno/fibrosa
El colágeno liofilizado, preparado como se describe en la Patente de Estados Unidos Nº 4614794 o 4320201, se vuelve a suspender en ácido acético o,05 M frío a una concentración de 10 mg/ml. Se añade polvo de ORC molida (tela Surgicel® molido) a la suspensión en una relación de 1 : 3 de ORC : colágeno y se homogeneiza usando un Waring Blendor a baja velocidad 3 x 30 s. La suspensión compleja se desgasifica en una estufa de vacío y después se vierte hasta una profundidad de 3 mm y se congela con ventilación. Después la suspensión congelada o bien se seca por congelación y se reticula deshidrotérmicamente usando un secador por congelación programable Edwars con una instalación de disminución de temperatura, o se seca usando un procedimiento de secado de disolvente como se describe en el documento US-A-2157524.
Procedimiento: Comparación de la unión de metaloproteinasa de matriz
El efecto de formación de complejos entre colágeno y ORC en la unión de la metaloproteinasa de matriz (MMP) se ensayó como sigue.
Esponjas de colágeno/ORC fibrosa que contiene 0%, 20% y 30%, en peso de ORC fibrosa se prepararon mediante el procedimiento descrito en el ejemplo 1. Se preparó una esponja fr colágeno sin ORC para propósitos de comparación. También se preparó para comparación una muestra de tejido de SURGICEL (RTM) ORC.
En resumen 50 mg de cada material se colocó en un recipiente de plástico de 15 ml que contenía 2,5 ml de un fluido de herida diluido hasta 1 : 50 en un tampón de proteolisis (Tris/HCl 50 mM pH 7,8, CaCl 50 mM, NaCl 0,5 M) y se incubó a 37ºC en un baño de agua en agitación durante 3 horas. El fluido de herida agudo contiene diversas proteinasas, incluyendo metaloproteinasas de matriz y muchas de estas enzimas se unirán de manera preferente a diversos materiales de heridas. El fluido en exceso absorbido por cada material se expersó mecánicamente usando una espátula de metal y se desechó. Los vendajes restantes se colocaron en jeringas de 2 ml preenvasados (cada jeringa contenía 0,5 ml en volumen de perlas de vidrio de 2,5 mm). Se forzaron 4 ml de tampón de proteolisis a través de la jeringa en alícuotas de 1 ml que se desecharon. En esta fase de lavado todas las proteinasas no unidas y proteinasas que estaban solamente unidas de manera débil al material del vendaje se había retirado del vendaje dejando las formas unidas más firmemente. Los vendajes enjuagados con tampón se retiraron después a otro recipiente de plástico de 15 ml. Se añadió 1 ml de tampón de muestra no desnaturalizante (6,3 ml de tris/HCl c. 0,05 M pH 6,8, 2,5 ml de glicerol, 0,5 g de SDS, 16,2 ml de agua y azul de bromofenol) a cada muestra que se colocaron en un agitador orbital en posición de seis por 2 horas. El tampón de muestra separa las proteinasas unidas firmemente de lso materiales que después están presentes en el propio tampón de muestra. Después de este tiempo 20 microlitros de tampón de muestra se recogieron de cada recipiente y se sometieron a electroforesis en gel de SDS - poliacrilamida de sustrato de gelatina (zimografía), como se describe por Heussen C. y Dowdle E. B., Anal., Biochem. 102 : 196 - 202 (1980).
Las áreas de zonas individuales se eliminación sobre los geles, que se deben a la actividad de la proteinasa, se midieron exactamente mediante el sistema Optilab®. Esto se logró repitiendo cada experimento de unión (n = 3) y analizando los resultados estadísticamente mediante el ensayo de la t de Students, donde P < 0,05. El análisis fue contra controles de colágeno puro.
Los resultados mostrados en al Figura 1, demuestran una sorprendente mejora sinérgica en la unión de la MMP para los complejos de colágeno con ORC. Los datos se presentan para las formas de proenzima (PR02 y PR09) de la metaloproteinasa de matriz 2 (Gelatinasa A) y la metaloproteinasa de matriz 9 (Gelatinasa B).
Sin desear quedar ligado a teoría alguna, se cree que la mejora se puede referir a la neutralización de cargas electrostáticas opuestas sobre el colágeno y la ORC mediante formación de complejos.

Claims (10)

1. Un material de vendaje para heridas en a la forma de una esponja secada por congelación o secada en disolvente, en el que dicho material consta de: colágeno fibroso, sustancialmente insoluble;
celulosa oxidada en la forma de fibras o polvo molido, formando dicha celulosa oxidada complejos al colágeno;
0 a 25% de polisacáridos biocompatibles diferentes de la celulosa oxidada
0 a 20% de agua y
0 a 40% de un plastificante en peso.
2. Un material de vendaje para heridas de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el colágeno y la celulosa oxidada juntos forman hasta al menos el 75% en peso del material de vendaje para heridas.
3. Un material de vendaje para heridas de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende entre 0,1% y 50% en peso de la celulosa oxidada y entre 50% y 99,9% en peso del colágeno.
4. Un material de vendaje para heridas de acuerdo con la reivindicación 1, que consta de 50% en peso de celulosa oxidada y 50% en peso del colágeno.
5. Un material de vendaje para heridas de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la relación en peso de colágeno a celulosa oxidada está entre 2 : 1 y 95 : 1.
6. Un material de vendaje para heridas de acuerdo con cualquier reivindicación precedente que no contiene ningún polisacárido biocompatible distinto de la celulosa oxidada.
7. Un material de vendaje para heridas de acuerdo con cualquier reivindicación precedente que no contiene ningún plastificante.
8. Un material de vendaje para heridas de acuerdo con cualquier reivindicación precedente en el que la celulosa oxidada se oxida con celulosa regenerada.
9. Un material de vendaje para heridas de acuerdo con cualquier reivindicación precedente en el que el material consta de colágeno, celulosa oxidada regenerada y agua.
10. Un procedimiento de fabricación de material de vendaje para heridas de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, que comprende las etapas de:
proporcionar una dispersión acuosa de colágeno fibroso, sustancialmente insoluble;
dispersar las fibras o colágeno molidos de celulosa oxidada en la dispersión acuosa con mezcla;
seguido de la eliminación del agua de al dispersión acuosa mediante secado por congelación o secado en disolvente.
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