ES2336452T3

ES2336452T3 - Material composite que contiene hidrogel, producido por precipitacion de una base solida desencadenada electricamente.

Info

Publication number: ES2336452T3
Application number: ES04797669T
Authority: ES
Inventors: Rolf-Dieter Zehbe; Helmut Schubert
Original assignee: Dritte Patentportfolio Beteiligungs GmbH and Co KG
Current assignee: Dritte Patentportfolio Beteiligungs GmbH and Co KG
Priority date: 2003-11-05
Filing date: 2004-11-05
Publication date: 2010-04-13
Anticipated expiration: 2024-11-05
Also published as: US20070282439A1; PT1680150E; EP1680150A1; DE10351661A1; EP1680150B1; PL1680150T3; DE10351661B4; US7947077B2; DE502004010328D1; WO2005044325A1; ATE447420T1; DK1680150T3

Abstract

Procedimiento de fabricación de un material composite idóneo para la utilización como sustituto óseo/cartilagi-noso, comprendiendo las etapas siguientes: a) Puesta a disposición de un hidrogel que comprende al menos otro componente que en caso de aplicación de un campo eléctrico sobre el hidrogel precipita o forma una fase sólida, b) aplicación de un campo eléctrico al hidrogel, c) inducción de una estructuración, preferiblemente una formación de poros en el hidrogel.

Description

Material composite que contiene hidrogel, producido por precipitación de una fase sólida desencadenada eléctricamente.

La presente invención se refiere a un procedimiento para la fabricación de un material composite, un material composite producido por éste y su uso.

En el sector médico se necesitan cada vez más soportes tisulares sintéticos como reemplazo de órganos y tejido. Este sector se denomina generalmente ingeniería tisular. De una importancia particular son soportes tisulares, que concuerdan en gran parte con el órgano nativo o tejido bioquímico en las características biológicas, biomecánicas y estructurales. Para la medicina reconstructiva y regenerativa, la traumatología y la ortopedia han ganado especialmente en importancia en los últimos años los soportes tisulares en la región musculoesquelética (reemplazo para huesos, cartílago y tendones). Las características de los soportes disponibles actualmente no corresponden sin embargo en diversos puntos de vista al tejido nativo, puesto que frecuentemente la morfología natural no se reproduce y/o las propiedades bioquímicas y/o biomecánicas no coinciden. Para la reparación de defectos osteocondrales, la ingeniería tisular representa un enfoque prometedor de la terapia. Así se introducen células con un potencial para la formación de cartílago en materiales de soporte porosos y después se implantan directamente o in vivo en el defecto condral tras un precultivo in vitro. Estos materiales de soporte deben satisfacer para su uso las características específicas del material, particularmente la indeformabilidad, degradación retardada, biocompatibilidad, adherencia celular, condroconductividad. De una importancia médica y económica particular es el campo de las enfermedades articulares. En este campo médico, las enfermedades más dolorosas son aquellas, en las cuales están destruidos el cartílago y la estructura ósea situada debajo. El cartílago tiene una facultad delimitada para la regeneración y presenta entonces generalmente una calidad inferior a la del cartílago sano. Numerosos ensayos se han emprendido para trasplantar o mantener en cultura el tejido condral y tejido óseo subcondral; sin embargo hasta ahora por esta vía no se ha creado ningún reemplazo exitoso.

Para poder utilizar materiales sintéticos como sustitutos exitosos de cartílago, deben ser consideradas muchas características diferentes del sistema natural. Entre estas características están la composición bioquímica, identidad estructural (imitación de la morfología zonal) y características biomecánicas. Para estos materiales han sido propuestas espumas porosas a base de polímeros naturales y sintéticos de diferentes autores. Una buena visión general sobre las tecnologías para la producción de materiales porosos para la ingeniería tisular se ofrece por Mikos et al., Electronic Journal of Biotechnology, Vol. 3 No. 2, 2000. Los autores describen varios procedimientos para la producción de estructuras de malla altamente porosas. Así se crean por ejemplo estructuras de malla por crear una red tridimensional de fibras de ácido poliglicólico. ("Fiber bonding" = enlace de fibras). Otro procedimiento para generar poros en una matriz comprende la utilización de un porógeno soluble en agua, como por ejemplo una sal. Aquí, un polímero, un ácido poliláctico o ácido poli(DL-láctico-co-glicólico) es disuelto en cloroformo o diclorometano y luego vertido en una cubeta Petri llenada con el agente porógeno. En este sentido se difunde el agente porógeno en la matriz de polímero. Una vez evaporado el disolvente, el composite de polímero/porógenos se mete durante 2 días en agua, para eliminar el agente porógeno. La porosidad de la malla resultante puede ser controlada por la cantidad en agentes porógenos añadidos, mientras que el tamaño de poros depende del tamaño de las partículas porógenas, p. ej., cuando el agente porógeno es una sal, de cristales de sal. Otro procedimiento que evita la utilización de solventes orgánicos en la formación de poros, es la utilización de un gas como agente porógeno. Aquí, las placas compactas de un polímero son moldeadas por compresión y luego expuestas a un gas bajo una presión elevada, por ejemplo CO_{2} durante un período prolongado. Así se obtienen porosidades de hasta 93% y tamaños de poros de hasta 100 \mum, no siendo unidos sin embargo en la mayoría de los casos los poros entre sí. Técnicas adicionales, que han sido propuestas para la fabricación de mallas poliméricas porosas, se basan en el concepto de la separación de fases en lugar de la incorporación de un porógeno. Tales procedimientos comprenden la emulgación/liofilización o una separación de fases líquida-líquida. En el primer procedimiento se disuelve un polímero por ejemplo en diclorometano y luego se añade agua destilada, para formar una emulsión. La mezcla de polímero/agua se vierte y se enfría en un molde por introducción en nitrógeno líquido. Una vez enfriada, se liofilizan a -55ºC las estructuras de malla creadas, lo que da lugar a la eliminación del agua dispersado y del disolvente de polímero. La separación de fases líquida-líquida produce fases ricas y pobres en polímeros dentro de una solución polimérica. La fase pobre en polímeros se elimina entonces, lo que deja una red de polímeros altamente porosa.

Una técnica para la separación de fases de un hidrogel ha sido propuesta por Yannas y colaboradores
(US 4,955,893). Aquí se congela una suspensión acuosa de colágeno-glicosaminoglicano dentro de una cánula axialmente a lo largo de la cánula, por lo cual se pueden formar cristales de hielo. A continuación el material congelado se expone a un vacío bajo condiciones de sublimación, por lo cual se sublimaron los cristales de hielo formados y dejaron una estructura de canal porosa dirigida, que era apropiada para la sucesiva colonización de células nerviosas. Una técnica similar se describe en US 6,447,701 (Heschel et al.), poniendo aquí la suspensión polimérica a diferentes temperaturas entre 2 superficies, y estando las superficies opuestas la una a la otra y debido a la temperatura diferente se produce una estructura esencialmente ordenada u homogénea de la red de polímeros y de los cristales que se forman en la
misma.

WO 03/022319 describe un procedimiento para la fabricación de una estructura de un polímero biocompatible, particularmente de un hidrogel de colágeno, el cual es mezclado y a continuación congelado con una biocerámica.

Ninguna de las tecnologías descritas hasta ahora en el estado de la técnica ha dado lugar a la creación de un material de soporte satisfactorio que cumpla de la misma manera los requisitos de una composición bioquímica, de una morfología zonal y características biomecánicas.

Conforme a ello era tarea de la presente invención proveer un procedimiento, con el cual se puedan fabricar materiales composite, que sean adecuados para la utilización como sustituto óseo/cartilaginoso, presentando los materiales composite tanto una morfología tisular casi natural, son biocompatibles, como también demuestran en las características biomecánicas y bioquímicas una concordancia excelente con un tejido nativo.

Además era tarea de la presente invención proveer un procedimiento correspondiente que sea fácil de realizar.

Además era tarea de la presente invención proveer un material composite que imite de manera excelente particularmente la morfología zonal del material tisular natural, particularmente del tejido condral/óseo.

Estas tareas se solucionan por un procedimiento para la fabricación de un material composite, comprendiendo las siguientes etapas:

a): Proveer un hidrogel que comprende al menos un otro componente que precipita o forma una fase sólida en caso de aplicación de un campo eléctrico al hidrogel,

b): aplicación de un campo eléctrico al hidrogel,

c): inducción de una estructuración, preferiblemente una formación de poros en el hidrogel.

En una forma de realización, las etapas b) y c) se realizan al mismo tiempo, una antes de la otra o una después de la otra o de tal manera que una de las dos etapas se inicie después del comienzo de la respectiva otra etapa, sin que se haya terminado ya la otra etapa.

Se prefiere la etapa c) por un proceso de congelación del hidrogel y/o por liofilización del hidrogel y/o por electrólisis de agua y/o por electrólisis de soluciones acuosas en el hidrogel.

En una forma de realización se realiza la etapa b) mediante al menos dos electrodos polarizados de manera inversa.

En una forma de realización, en la etapa b) el al menos otro componente que precipita o forma una fase sólida en caso de aplicación de un campo eléctrico al hidrogel, forma una fase cristalina y/o amorfa o una combinación de fases cristalinas y amorfas.

En la etapa b) se aplica preferiblemente una tensión de 3 V a 20 V al hidrogel, y/o una corriente de una intensidad de 0,5 A a 5 A fluye a través del hidrogel, preferiblemente durante un período de 0,5 hasta 120 minutos.

La tensión es una tensión continua o una tensión alterna. En una forma de realización, la tensión alterna tiene una frecuencia del orden de 1 hertzio hasta 0,01 hertzio.

En una forma de realización, el hidrogel es un hidrogel de uno o varios compuestos químicos seleccionados del grupo comprendiendo colágenos, particularmente colágenos del tipo I y II, el colágeno exento de telopéptidos, los hidrolizados de colágeno, los proteoglicanos, los glicosaminoglicanos, los ácidos polimetacrílicos, los polimetacrilatos, la polivinilpirrolidona, el alcohol polivinílico, la gelatina, el ácido poliglicólico, el ácido poliláctico y los copolímeros de ácido poliláctico y el ácido poliglicólico, la glucosa, los lípidos, los fosfolípidos, los uratos, el ácido hialurónico, los derivados del ácido hialurónico, particularmente los ésteres del ácido hialurónico, así como componentes iónicos seleccionados del grupo comprendiendo Na^{+}, K^{+}, Mg^{2+}, Ca^{2+}, Cl^{-}, HCO_{3}^{-}, HPO_{4}^{2-}, SP_{4}^{2-}, F^{-}.

En una forma de realización, el al menos otro componente que precipita o forma una fase sólida en caso de aplicación de un campo eléctrico al hidrogel, es seleccionado del grupo que comprende carbonatos cálcicos, fosfatos cálcicos, particularmente la hidroxilapatita, los fosfatos tricálcicos, la brushita, los fosfatos octacálcicos, el fosfato cálcico amorfo, los fosfatos tetracálcicos, la monetita, la hidroxilapatita deficitaria en calcio, así como compuestos químicos formados por componentes iónicos seleccionados del grupo comprendiendo Na^{+}, K^{+}, Mg^{2+}, Ca^{2+}, Cl^{-}, HCO_{3}^{-}, HPO_{4}^{2-}, SO_{4}^{2-}, F^{-} así como componentes iónicos.

En una forma de realización, el hidrogel comprende un componente que es eléctricamente conductor, siendo este componente idéntico o diferente de al menos otro componente que se precipita o forma una fase sólida en caso de aplicación de un campo eléctrico al hidrogel es a éste.

Preferiblemente, el componente eléctricamente conductor se introduce en el hidrogel o se aplica sobre el hidrogel.

En una forma de realización, el componente eléctricamente conductor es química y/o biológicamente inerte, siendo el componente eléctricamente conductor preferiblemente seleccionado del grupo que comprende metales nobles, particularmente oro elemental y/o platino, así como carbono, particularmente grafito.

Siempre y cuando se introduzca el componente eléctricamente conductors en el hidrogel, es preferible que el mismo se distribuya allí de manera homogénea o heterogénea en el hidrogel.

Siempre y cuando el componente eléctricamente conductor se aplique sobre una superficie de hidrogel, es preferible que el mismo se estructure por un tratamiento de superficies.

En una forma de realización se presenta el hidrogel como una capa que sé aplica antes o después de la realización de la etapa b) y/o c).

El hidrogel es de preferencia química y/o físicamente reticulado de forma cruzada.

En una forma de realización se realiza la liofilización por congelación del hidrogel a una temperatura del orden de -1ºC hasta -196ºC, preferiblemente del orden de -10ºC hasta -50ºC y sublimación consecutiva.

En una forma de realización se realiza la congelación del hidrogel de manera dirigida y/o no dirigida, preferiblemente a partir de uno y/o varios lados del hidrogel, prefiriendo que la congelación del hidrogel se realice durante un período aproximativo de media hora a cuatro horas. Un ejemplo para una congelación no dirigida es una solidificación muy rápida (proceso de congelación por choque) que da lugar a un estado amorfo vítreo del hidrogel.

Las tareas de la invención se solucionan también mediante un material composite fabricado por un procedimiento según la presente invención.

En una forma de realización, el material composite de la presente invención tiene una capa de un gel que presenta poros, preferiblemente de un hidrogel parcialmente hidratado o un xerogel, al que es juntada una fase sólida, preferiblemente una fase cristalina y/o amorfa o una combinación de fases cristalinas y/o amorfas, prefiriendo que el tamaño de poros sea del orden de 10 \mum - 150 \mum.

Como se utiliza aquí, bajo "tamaño de poros" ha de entenderse el diámetro medio del canal de poros.

En una forma de realización, la fase sólida, preferiblemente cristalina y/o amorfa o la combinación de fases cristalinas y amorfas es un fosfato cálcico.

En una forma de realización, el material composite de la presente invención comprende además al menos una sustancia potenciadora del crecimiento celular o de la colonización celular o de la adhesión celular, que es preferiblemente un factor de crecimiento o un suero fetal o una poli-L-lisina. En una forma de realización, el material composite comprende suero, siendo el suero de origen autógeno, singénico, alógeno o xenógeno.

En una forma de realización preferida, al menos una sustancia potenciadora del crecimiento celular o de la colonización celular o de la adhesión celular es un suero, siendo el suero de origen autógeno, singénico, alógeno o xenógeno. El factor de crecimiento es seleccionado preferiblemente del grupo, que comprende sustancias de la superfamilia
TGF-\beta, particularmente TGF-\beta1. En una forma de realización, el suero fetal es un suero fetal animal, por ejemplo el suero fetal de ternero.

En una forma de realización, el material composite comprende además células biológicas, preferiblemente células humanas o animales.

En otra forma de realización, el material composite comprende células vegetales.

Las tareas de la invención se solucionan también por aplicación de un material composite según la presente invención como soporte para células biológicas, preferiblemente células humanas o animales o vegetales.

Las tareas de la presente invención se solucionan además mediante un material composite según la presente invención para la aplicación como sustituto tisular en el cuerpo humano o animal.

Las tareas de la invención se solucionan además por aplicación de un material composite según la presente invención como material de soporte para sustancias biológica y/o químicamente y/o catalíticamente eficaces en los sectores de depuración de aguas residuales, de filtración, de la técnica de biorreactores y/o de la catálisis.

Como se ha utilizado aquí, el concepto "hidrogel" designa un gel que contiene agua, a base de moléculas hidrófilas, preferiblemente polímeros, que están presentes como redes tridimensionales. En el agua se hinchan estas redes bajo mantenimiento de la forma en amplia medida hasta un volumen de equilibrio. La formación de una red ocurre predominantemente por un enlace químico de las cadenas poliméricas individuales, pero es también posible físicamente por interacciones electrostáticas, hidrófobas o interacciones dipolo/dipolo entre segmentos individuales de las cadenas moleculares.

Bajo "xerogeles", como son usados en este caso, han de entenderse geles que han perdido su líquido de cualquier manera, por ejemplo por evaporación, exprimición o aspiración, pudiéndose haber modificado también la disposición espacial de la red, de modo que las distancias entre los elementos estructurales tienen otras dimensiones que en el hidrogel.

Bajo "geles" en general, como son usados en este caso, han de entenderse sistemas dispersos, indeformables, ligeramente deformables, ricos en líquidos y/o gases de al menos dos componentes, que consisten en la mayoría de los casos en una materia sólida, partida de manera coloidal, con partículas largas o fuertemente ramificadas y un liquido (en la mayoría de los casos agua) como agente de dispersión. Generalmente, la sustancia sólida es coherente, es decir forma una red espacial en el agente de dispersión, estando adheridas las partículas la una a la otra en diferentes puntos por las valencias secundarias o primarias.

La aplicación de un campo eléctrico al hidrogel según la invención puede tener lugar por medio de electrodos de un tipo conocido en sí. En una forma de realización preferida se utilizan 2 electrodos que entran en contacto mutuamente con el hidrogel en los lados opuestos del mismo en un enlace eléctricamente conductor. El procedimiento de liofilización del hidrogel es conocido en sí y es descrito en el estado de la técnica (p. ej. US 4,955,893). Preferiblemente la etapa de congelación del hidrogel se efectúa de manera dirigida, de modo que los cristales de hielo se formen de manera celular y/o estructurados dendríticamente y/o de una forma que está prefijada por las leyes físicas en la solidificación de las sustancias acuosas. La etapa de congelación sin embargo puede tener lugar también de manera no dirigida. Un ejemplo para una congelación no dirigida es una solidificación muy rápida (proceso de congelación por choque), por ejemplo durante un periodo de 1 s - 180 s, que da lugar a un estado vítreo amorfo del hidrogel.

En una forma de realización preferida, el hidrogel es ligado de manera covalente con la fase sólida que se está formando, del al menos otro componente. Esto puede ocasionarse por ejemplo por reticulación cruzada química o reticulación cruzada física. La reticulación cruzada física puede tener lugar por irradiación (en la mayoría de los caso una irradiación de onda corta, como UV, Gamma, rayos X) y/o tratamiento térmico. El modo de acción es principalmente similar a la reticulación cruzada química (grupos químicos reactivos o moléculas que forman con otras moléculas o grupos los ligamentos químicos y así dan lugar a una estabilización de la estructura).

En una forma de realización preferida, el componente eléctricamente conductor rodeado por el hidrogel es biocompatible.

Se hace ahora referencia a las figuras, en las que

La figura 1 representa una estructura para crear una forma de realización de un material composite según la presente invención,

La figura 2A muestra una forma de realización de un material composite fabricado según el procedimiento conforme a la invención,

La figura 2B muestra otra forma de realización de un material composite fabricado según el procedimiento conforme a la invención, el cual está solapado con una imagen histológica celular del cartílago, teñido con hematoxilina-eosina. El marco más pequeño insertado en la figura 2B muestra el material composite según la presente invención, mientras que el marco mayor muestra la figura 2B del cartílago natural. Los cuerpos celulares en el cartílago pueden apreciarse como corpúsculos oscuros, teñidos con hematoxilina-eosina. La superposición de las imágenes muestra la buena concordancia del material composite según la invención con la estructura natural del cartílago sano.

La invención es descrita ahora con ayuda de los siguientes ejemplos, que se ofrecen a fines de aclaración, no para delimitar la invención.

\vskip1.000000\baselineskip

Ejemplo 1

La configuración de ensayo constituida por el elemento Peltier y el respectivo disipador, así como dos electrodos de platino y la camisa del tubo de ensayo cilíndrico, se prepara de manera estéril. Los dos electrodos de platino, de los cuales un electrodo forma el fondo del tubo de ensayo, se esterilizan junto con un tubo PTFE que forma la camisa del tubo de ensayo cilíndrico, en un autoclave de presión bajo atmósfera de vapor saturado a 121ºC y máx. 3 bares de presión durante 30 minutos. Otros procesos de esterilización usuales en la medicina son igualmente posibles.

El elemento Peltier que sirve de cuerpo refrigerador y calentador, se calienta a 40ºC por una polarización adecuada en la superficie que tiene contacto con el tubo de ensayo. 5 g de gelatina, (Sigma, tipo A, de piel de cerdo) se disuelven de manera homogénea a 50ºC en 40 ml de una solución de fosfato cálcico saturado. 5 ml de la solución de gelatina se llenan a continuación en el tubo de ensayo estéril del aparato de ensayo. Tras el llenado de la solución de gelatina se inmerge el electrodo de platino superior en la solución.

A continuación se realizan las siguientes etapas:

1a): Por inversión de polaridad del elemento Peltier se regula una temperatura de -30ºC en la superficie que hace contacto con el tubo de ensayo. Simultáneamente se ajusta una tensión de 15 V en los electrodos de platino, dando lugar a la disgregación electrolítica del agua y produciéndose burbujas de gas de H_{2} y O_{2}. Además da lugar a la formación de una capa de fosfato cálcico en el electrodo inferior. En cuanto se produzca una capa de hielo cerrada en el electrodo, la cual forma el fondo del tubo de ensayo, cesa el desarrollo de gas, puesto que allí ya no es posible ningún flujo de corriente.

1b): Distintamente a la Fig. 1a) la disgregación electrolítica del agua ya tiene lugar antes de la inversión de polaridad del elemento Peltier (y del descenso de temperatura a -30ºC relacionado con la misma) y finaliza nuevamente, en cuanto se haya formado una capa de hielo cerrada.

: Después de las etapas alternativas 1a) o 1b) la solución está completamente solidificada de manera dirigida después de aprox. 2 h y se presiona con un punzón estéril de la camisa fuera del tubo de ensayo y se transfiere inmediatamente a un liofilizador.

: Transcurridas 12 h de liofilización se retira el hidrogel secado del liofilizador.

1c): El hidrogel secado es químicamente reticulado durante 6 h en una atmósfera que contiene aldehído. A continuación se realizan tres lavados en una solución fisiológica estéril en una concentración de 0,9%, para eliminar residuos de aldehído en el hidrogel secado.

1d): El hidrogel secado es térmicamente reticulado a 120ºC en una atmósfera seca.

Un material composite producido dentro del marco de este ejemplo puede ser contemplado en las figuras 1, 2A y 2B (marco pequeño).

Ejemplo 2

Características del material composite según la invención del ejemplo 1.

2a) las características mecánicas del material composite según la invención fueron probadas con una estructura de control especial.

Las características del material fueron averiguadas como sigue:

1

Bajo módulo E ha de entenderse el módulo de elasticidad, un parámetro característico específico del material. Este representa el coeficiente de proporcionalidad en la coherencia conocida como ley de Hook. Bajo coeficiente de Poisson ha de entenderse la contracción transversal, aquel describe la relación entre la modificación de la sección transversal y la modificación de la longitud de un material. La prueba mecánica se realizó en una solución fisiológica de 0,9% de concentración. Las características mecánicas del material composite según la invención son aproximadamente del campo del tejido natural.

2b) Los diámetros de los canales de poros formados en el material composite según la invención fueron averiguados por evaluación de imágenes microscópicas electrónicas de retícula. El diámetro regulable del canal de poros es de entre 10 \mum y 150 \mum y favorece una colonización fácil por células de los canales de poros así como su buena alimentación de nutrientes mediante difusión. En la colonización celular se introduce una suspensión celular en el material composite según la invención, y las células asentadas de tal modo forman más tarde el entramado muy denso de fibras naturales, como se encuentra en el cartílago sano. Por consiguiente, el material composite según la invención permite la formación excelente del tejido del cartílago/hueso natural y presenta tras la colonización una morfología de tejido similar, manifiesta en las características biomecánicas una concordancia excelente y es biocompatible con el tejido nativo.

\vskip1.000000\baselineskip

Documentos citados en la descripción

Esta lista de documentos relacionados por el solicitante ha sido recopilada exclusivamente para la información del lector y no forma parte del documento de patente europea. La misma ha sido confeccionada con la mayor diligencia; la OEP sin embargo no asume responsabilidad alguna por eventuales errores u omisiones.

Documentos de patente mencionados en la descripción

\bullet US 4955893 A [0004] [0042]: \bullet WO 03022319 A [0005]

\bullet US 6447701 B, Heschel [0004]

Documentos que no son patentes mencionados en la descripción

\bulletMikos et al. Electronic Journal of Biotechnology, 2000 Vol. 3, No. 2. [0003]

Claims

1. Procedimiento de fabricación de un material composite idóneo para la utilización como sustituto óseo/cartilagi-
noso, comprendiendo las etapas siguientes:

a): Puesta a disposición de un hidrogel que comprende al menos otro componente que en caso de aplicación de un campo eléctrico sobre el hidrogel precipita o forma una fase sólida,

b): aplicación de un campo eléctrico al hidrogel,

\vskip1.000000\baselineskip

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el cual las etapas b) y c) son realizadas al mismo tiempo, una antes de la otra o una después de la otra o de manera que una de las dos etapas es iniciada después del comienzo de la respectiva otra etapa, sin que se haya ya terminado la otra etapa.

3. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que la etapa c) es realizada por un proceso de congelación y/o por liofilización del hidrogel y/o por electrólisis del agua y/o por electrólisis de soluciones acuosas en el hidrogel.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que la etapa b) es realizada mediante al menos dos electrodos polarizados de manera inversa.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que en la etapa b) el al menos otro componente que en caso de aplicación de un campo eléctrico al hidrogel precipita o forma una fase sólida, forma una fase cristalina y/o amorfa o una combinación de fases cristalinas y amorfas.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que en la etapa b) es aplicada una tensión de 3 V hasta 20 V al hidrogel y/o una corriente de una intensidad de 0,5 A a 5 A fluye a través del hidrogel, preferiblemente durante un período de 0,5 a 120 minutos.

7. Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado por el hecho de que la tensión aplicada es una tensión continua o una tensión alterna.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el hidrogel es un hidrogel de uno o varios compuestos seleccionados del grupo, comprendiendo colágenos, particularmente colágenos del tipo I y II, el colágeno exento de telopéptidos, los hidrolizados de colágeno, los proteoglicanos, los glicosaminoglicanos, los ácidos polimetacrílicos, los polimetacrilatos, la polivinilpirrolidona, el alcohol polivinílico, la gelatina, el ácido poliglicólico, el ácido poliláctico, los copolímeros de ácido poliláctico y ácido poliglicólico, la glucosa, los lípidos, los fosfolípidos, los uratos, el ácido hialurónico, los derivados de ácido hialurónico, particularmente los ésteres de ácido hialurónico, así como componentes iónicos seleccionados del grupo, comprendiendo Na^{+}, K^{+}, Mg^{2+}, Ca^{2+}, Cl^{-}, HCO_{3}^{-}, HPO_{4}^{2-}, SO_{4}^{2-}, F^{-}.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que en caso de aplicación de un campo eléctrico al hidrogel al menos otro componente que precipita o forma una fase sólida, es seleccionado del grupo que comprende los carbonatos de calcio, los fosfatos cálcicos, particularmente la hidroxilapatita, los fosfatos tricálcicos, la brushita, los fosfatos octacálcicos, el fosfato cálcico amorfo, los fosfatos tetracálcicos, la monetita, la hidroxilapatita deficitaria en calcio, así como compuestos formados por componentes iónicos seleccionados del grupo comprendiendo Na^{+}, K^{+}, Mg^{2+}, Ca^{2+}, Cl^{-}, HCO_{3}^{-}, HPO_{4}^{2-}, SO_{4}^{2-}, F^{-}.

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el hidrogel comprende un componente que es eléctricamente conductor, en el cual este componente es idéntico o diferente de al menos otro componente que precipita o forma una fase sólida en caso de aplicación de un campo eléctrico al
hidrogel.

11. Procedimiento según la reivindicación 10, caracterizado por el hecho de que el componente eléctricamente conductor es introducido en el hidrogel o aplicado sobre el hidrogel.

12. Procedimiento según una de las reivindicaciones 10-11, caracterizado por el hecho de que el componente eléctricamente conductor es química y/o biológicamente inerte.

13. Procedimiento según la reivindicación 12, caracterizado por el hecho de que el componente eléctricamente conductivo es seleccionado del grupo que comprende metales nobles, particularmente el oro elemental y/o el platino, así como el carbono, particularmente el grafito.

\newpage

14. Procedimiento según una de las reivindicaciones 11-13, caracterizado por el hecho de que siempre y cuando el componente eléctricamente conductor sea introducido en el hidrogel, éste es repartido de manera homogénea o heterogénea en el hidrogel.

15. Procedimiento según una de las reivindicaciones 11-13, caracterizado por el hecho de que siempre y cuando el componente eléctricamente conductor sea aplicado sobre una superficie del hidrogel, éste es estructurado por un tratamiento de superficie.

16. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el hidrogel se presenta como una capa que es enrollada antes o después de la realización de la etapa b) y/o c).

17. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el hidrogel es química y/o físicamente reticulado de forma cruzada.

18. Procedimiento según una de las reivindicaciones 3-17, caracterizado por el hecho de que la liofilización tiene lugar por congelación del hidrogel a una temperatura del orden de -1ºC a -196ºC y sublimación consecutiva.

19. Procedimiento según la reivindicación 18, caracterizado por el hecho de que la congelación del hidrogel tiene lugar de manera dirigida y/o no dirigida, preferiblemente a partir de uno y/o varios lados del hidrogel.

20. Procedimiento según una de las reivindicaciones 18-19, caracterizado por el hecho de que la congelación del hidrogel es realizada durante un período de aproximadamente media hora hasta cuatro horas.

21. Material composite fabricado por un procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores.

22. Material composite según la reivindicación 21, caracterizado por una capa de un gel que presenta poros, preferiblemente de un hidrogel parcialmente hidratado o de un xerogel, a la cual es juntada una fase sólida, preferiblemente una fase cristalina y/o amorfa o una combinación de fases cristalinas y amorfas.

23. Material composite según una de las reivindicaciones 21-22, caracterizado por un tamaño de poros de 10 \mum -150 \mum.

24. Material composite según una de las reivindicaciones 21-23, caracterizado por el hecho de que la fase sólida, preferiblemente cristalina y/o amorfa o la combinación de fases cristalinas y amorfas es un fosfato cálcico.

25. Material composite según una de las reivindicaciones 21-24, que comprende además al menos una sustancia potenciadora del crecimiento celular o de la colonización celular o de la adhesión celular.

26. Material composite según la reivindicación 25, caracterizado por el hecho de que la al menos una sustancia potenciadora del crecimiento celular o de la colonización celular o de la adhesión celular es un factor de crecimiento o un suero fetal o poli-L-lisina, en el cual el factor de crecimiento es seleccionado preferiblemente del grupo que comprende sustancias de la superfamilia de TGF-\beta, particularmente de TGF-\beta1, y en el cual el suero fetal es un suero fetal animal, por ejemplo un suero fetal de ternero.

27. Material composite según la reivindicación 25, caracterizado por el hecho de que la al menos una sustancia potenciadora del crecimiento celular o de la colonización celular o de la adhesión celular es un suero, siendo el suero de origen autógeno, singénico, alógeno o xenógeno.

28. Material composite según una de las reivindicaciones 21-27, caracterizado por el hecho de que el mismo comprende además células biológicas, preferiblemente células humanas o animales o células vegetales.

29. Utilización de un material composite según una de las reivindicaciones 21-28 como soporte para células biológicas, preferiblemente células humanas o animales o células vegetales.

30. Material composite según una de las reivindicaciones 21-28, para su utilización como sustituto tisular en el cuerpo humano o animal.