ES2633789T3

ES2633789T3 - Fibras de polisacáridos para apósitos para heridas

Info

Publication number: ES2633789T3
Application number: ES12806090.2T
Authority: ES
Inventors: Mohsen Miraftab; Rashid MASOOD
Original assignee: Of Bolton, University of; University of Bolton
Current assignee: Of Bolton, University of; University of Bolton
Priority date: 2011-10-05
Filing date: 2012-12-05
Publication date: 2017-09-25
Anticipated expiration: 2032-12-05
Also published as: GB2499359A; EP2764146A1; RU2014117699A; EP2764146B1; US20140227370A1; GB2499359B; RU2621114C2; WO2013050794A1; GB201117140D0; GB2499359A8; BR112014008320A2; IN2014KN00938A

Abstract

Fibra de polisacáridos que es una fibra alargada con, como único componente estructural de la misma fibra, polímeros de alginato y de Psyllium.

Description

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Fibras de polisacaridos para apositos para heridas.

La presente invention se refiere a fibras de polisacaridos que comprenden un polimero de polisacarido derivado de cascarilla de Psyllium y sal de plata. La fibra de la presente invencion es particularmente util para aplicaciones biomedicas, como puede ser el cuidado de heridas.

La demanda cada vez mayor de fibras especiales producidas a partir de polimeros naturales se debe a sus propiedades unicas y a las crecientes areas de aplicacion. Los polisacaridos son materiales que se producen biologicamente y tienen una combination unica de propiedades funcionales y caracteristicas medioambientales favorables. Los polisacaridos son polimeros con largas estructuras en forma de cadena. Proporcionan buenas propiedades mecanicas para su utilization en forma de fibras, peliculas, adhesivos, espesantes, hidrogeles, agentes de suministro de farmacos, emulsificantes, etc. Se trata de materiales naturales producidos a partir de otros compuestos biologicos y que, generalmente, son no toxicos y biodegradables. Estas caracteristicas hacen que estos polisacaridos sean naturalmente adecuados para un desarrollo sostenible. Tambien se han considerado estos polisacaridos como materiales prometedores para la asistencia sanitaria debido a su biocompatibilidad, a que no son toxicos y porque son faciles de utilizar y la posibilidad de una facil elaboration en muchas formas de productos.

El Psyllium es un polisacarido natural que se obtiene de la planta Plantago Ovata y se utiliza en muchos remedios naturales. Se trata de un material fibroso blanco, parcialmente soluble, hidrofilo en la naturaleza y que tiene propiedades como fibra dietetica debido a su capacidad de aumentar su volumen 20 veces cuando entra en contacto con el agua y de formar una masa gelatinosa. Su masa gelatinosa es soluble en solucion alcalina diluida y gelifica de nuevo con la acidificacion.

El Psyllium ha sido utilizado ampliamente en la industria alimentaria y de la asistencia sanitaria, particularmente para bajar el colesterol y promover el funcionamiento regular de la flora intestinal. La FDA (Administration de Alimentos y Medicamentos de EEUU) tambien ha reconocido las propiedades del Psyllium como fibra significativa para la dieta, que puede afectar a los lipidos de la sangre y disminuir el riesgo de enfermedades coronarias.

El alginato es otro polisacarido natural que se produce comercialmente a partir de algas. Las fibras de alginato se han introducido cada vez mas durante las ultimas dos decadas en la industria del cuidado de heridas, donde su capacidad de intercambio de iones y de formation de gel es particularmente util en el tratamiento de heridas con exudation. Se trata de un material biocompatible, biodegradable y no toxico para el cuerpo humano. Gracias a sus sustituyentes ionicos, el alginato tiene propiedades unicas y utiles. Particularmente, el alginato de sodio es soluble en agua, mientras que su sal de calcio no es soluble en agua, aunque tiene gran capacidad de hinchamiento. La conversion entre las dos formas de sal es reversible por cualquier proceso de intercambio ionico. Las soluciones acuosas de alginato sodico pueden mezclarse con otros materiales. Este material, tanto en forma humeda o despues de seco, es muy util y puede utilizarse en diferentes procesos controlados biologicamente para fines espedficos. Las fibras de alginato se obtienen normalmente por extrusion de una solution de alginato sodico en un bano de cloruro de calcio, produciendo fibras de alginato de calcio.

La fibra de alginato de calcio es tambien un material poroso e igualmente puede utilizarse como agente para la administracion de medicamentos. El alginato de calcio se puede utilizar para inmovilizar y proteger un ingrediente activo durante el almacenamiento y la liberation bajo condiciones posteriores. Similarmente, el alginato de calcio puede tener un componente en forma insoluble mientras que se esta utilizando. Este se puede eliminar por disolucion cuando ya no es necesario en la forma insoluble. El alginato es un excelente agente de administracion con caracteristicas variables del material debido a su naturaleza polimerica, como su resistencia mecanica y adherencia.

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Tanto el alginato como el Psyllium tienen una naturaleza hidrofila y propiedades absorbentes de agua intrinsecas, especialmente el Psyllium, que tiene propiedades absorbentes prometedoras del agua y absorbe mas del 50% de su propio peso. Existen muchos informes con relacion a las propiedades curativas de heridas del Psyllium, ademas de la capacidad de absorcion de agua y como medio para disminuir el colesterol, lo que hace que el Psyllium sea un producto comercial potencialmente viable. Una de las principales ventajas del Psyllium es su bajo coste y la abundante disponibilidad de la materia prima si se compara con los materiales absorbentes de agua comerciales disponibles. La presente invention se basa en el hecho de que una fibra conjugada de alginato y Psyllium con buenas posibilidades de procesamiento textil y que tiene una composition uniforme en la longitud de las fibras producidas puede producirse a un coste inferior que otros productos comerciales disponibles.

La propiedad de la solubilidad en fraction de gel del Psyllium en una solution alcalina diluida y de su regelificacion con acido ha mostrado su idoneidad para el uso con otros polisacaridos de formation de fibras, especialmente el alginato.

De acuerdo con otro aspecto de la invencion, se proporciona una fibra de polisacarido que es una fibra alargada con polimeros de alginato y de Psyllium como unicos componentes estructurales de la propia fibra.

De preferencia, los polimeros de alginato y de Psyllium estan enlazados entre si. La fibra puede producirse asi por extrusion o hilado de una mezcla de polimeros de alginato y de Psyllium.

Las fibras de la invencion pueden utilizarse en aplicaciones biomedicas, particularmente en el cuidado de las heridas, y pueden tener propiedades de resistencia mejores y una absorcion superior de liquidos en comparacion con fibras puramente de alginato.

Preferentemente, la fibra incorpora tambien una sustancia o sustancias antimicrobianas, en particular sustancias de plata. Se proporciona asi una fibra antimicrobiana que contiene alginato, Psyllium y una sustancia de plata. Asi, se puede obtener una fibra conjugada realmente antimicrobiana con unas caracteristicas excelentes de absorcion.

Preferentemente, las sustancias de plata se incorporan como un compuesto soluble en agua, por ejemplo nitrato de plata, y un compuesto de plata organico parcialmente soluble, por ejemplo carbonato de plata.

Con especial preferencia, el alginato se incorpora en forma de alginato soluble en agua, en particular como alginato sodico, y la fibra se forma por extrusion en un bano de coagulation que convierte el alginato en una sal insoluble, en particular en un bano de cloruro calcico.

De acuerdo con otro aspecto de la invencion, se proporciona un metodo para producir una fibra de polisacarido que comprende el hilado o la extrusion de una mezcla acuosa de polimeros de Psyllium soluble y de alginato en un bano que contiene una sustancia que coagula en la mezcla acuosa para formar una fibra.

El procedimiento de la invencion puede comprender los pasos de extrudir una solucion de alginato sodico, Psyllium y compuestos de plata (nitrato de plata y carbonato de plata) directamente en un bano de coagulacion de cloruro calcico al 1-2%. La fibra conjugada asi formada puede lavarse entonces pasandola a traves de un bano de agua seguido de una serie de banos que contienen mezclas agua-acetona para producir un intercambio agua-disolvente dentro de las fibras. El proposito de este paso es facilitar el secado de las fibras empleando aire caliente, despues de lo cual las fibras se enrollan y pueden seguir procesandose hasta obtener un fieltro no tejido o cuerdas u otras estructuras normalmente utilizadas para el cuidado de heridas.

El primer paso del proceso de production de la fibra es tener un grado controlado de purification del gel de Psyllium. No se pueden extrudir fibras de alginato/Psyllium en forma bruta debido a la contamination de la cascarilla de Psyllium y un contenido no disuelto de Psyllium en estado bruto.

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Por esta razon se puede realizar la extraction de gel de Psyllium mediante el uso de agua frla, hidrolisis con una base tal como hidroxido sodico y aplicacion de calor para disolver por completo el Psyllium para la extrusion con alginato. El efecto del calor se aprovecha para provocar tanto la despolimerizacion como la solubilization en un grado controlado.

Aunque se puede utilizar una serie de alginatos sodicos disponibles, el alginato sodico preferente utilizado para producir las fibras conjugadas de la invention es Protanal LF 10/60 (suministrado por Pronova, Noruega) con una gran proportion guluronica (ManA 25-35%, GulA 65-75%) o se pueden utilizar soluciones de diferentes concentraciones, tlpicamente del 1 al 6% (p/v), preferiblemente de 2-5% (p/v), de mayor preferencia de 3-4% (p/v).

Las soluciones de pollmeros de Psyllium y alginato sodico se expulsan tlpicamente bajo presion de aproximadamente 2,2 bar a traves de una tobera para hilar con una serie de orificios de diametro definido, por ejemplo de 40 a 200 orificios con un diametro medio de 50 pm, en un bano de coagulation de cloruro calcico al 1-2%. El dopado de alginato y Psyllium se introduce en el bano de cloruro calcico al 1-2% a una velocidad de aproximadamente 5 cm3/min y se saca hasta el 100% mediante rodillos de recogida antes de lavarse con agua normal y secarse pasandolo a traves de banos de mezclas de acetona y agua con concentraciones crecientes de acetona en cada bano, es decir el primer bano contiene un 50% de acetona, el segundo un 70% de acetona y el bano final un 100% de acetona. Esto permite secar las fibras con aire caliente (60-80°C) a medida que se enrollan en una bobina.

Las propiedades de las fibras producidas con este metodo han mostrado tener mejores caracterlsticas de absorcion si se comparan con el alginato calcico y ser mas resistentes en cuanto a la fuerza de rotura si se compara con el alginato calcico. La tenacidad de las fibras de alginato/Psyllium producidas de acuerdo con el metodo de esta invention oscila en el rango de 2,8 a 11,5 cN/tex, mientras que los valores tlpicos para las fibras de alginato calcico oscilan entre 2-10 cN/tex.

La absorcion de las fibras compuestas de alginato/Psyllium producidas de acuerdo con el metodo de esta invention oscila en el rango de 16-25 (g/g) en lo que concierne el agua y de 25-35 (g/g) para solution salina. El diametro de las fibras tambien aumenta de modo espectacular despues de exponerlas bien al agua bien a soluciones salinas. Los valores correspondientes para las fibras de alginato calcico son de 6-10 (g/g) para agua y 9-12 (g/g) para soluciones salinas.

Las fibras producidas tienen caracterlsticas morfologicas distintivas, es decir una superficie suave con una uniformidad practicamente perfecta parecida a las caracterlsticas de la superficie de las fibras de seda. Estas caracterlsticas son distintivamente diferentes de las del alginato puro.

Ademas, estas caracterlsticas tambien se pueden manipular incluyendo otros aditivos para mejorar el rendimiento y los requisitos funcionales. Como ejemplos de aditivos que se pueden incorporar en las fibras segun la invention, bien durante la production de las fibras o bien por tratamiento posterior subsiguiente, se pueden utilizar agentes antimicrobianos como son iones de plata, clorhexidina u otros farmacos antibioticos, agentes conocidos por su influencia en la curacion de heridas, tales como iones de cinc, aloe vera o sales del acido hialuronico, y fragancias, como la lavanda o aceite de romero.

A continuation se describe la invention con ayuda de los siguientes ejemplos no limitativos. Ejemplo 1:

Se remojaron de 3-6 g de Psyllium en 1 litro de agua desionizada durante 2 horas. Se calento el Psyllium remojado hasta el punto de ebullition durante 40-60 minutos. Se agito la solution y se filtro para separar las partlculas no disueltas. Se anadio un 4-4,5% de alginato sodico y se continuo agitando durante otras 4 horas. A continuation, se extrudio la solution en cloruro calcico al 1-2%. Se sacaron las fibras extruidas, se lavaron con agua frla y se pasaron a traves de

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mezclas de acetona y agua con una concentration creciente de acetona, es decir del 50-100%, antes de proceder al secado con aire caliente. Las propiedades de las fibras resultantes durante los ensayos eran una tenacidad de 3,3-6,0 cN/tex, un alargamiento de rotura del 5,3-12,4%, una absorcion del agua de 18-25 g/g y una absorcion de solution salina de 20-30 g/g.

Ejemplo 2:

Se remojaron 10-15 g de Psyllium en un litro de agua desionizada con un 1% a un 0,5% de NaOH durante 2 horas. Se calento el Psyllium remojado hasta una temperatura por debajo de 50-60°C durante 20-30 minutos. Se agito la solucion y se filtro para separar las partlculas no disueltas. Se anadio del 4-4,5% de alginato sodico y se continuo agitando durante otras 4 horas. A continuation, se extrudio la solucion en cloruro calcico al 1-2%. Se sacaron las fibras extruidas, se lavaron en agua frla y se pasaron por una mezcla de acetona y agua con una concentracion creciente de acetona, es decir del 50 al 100%, antes de secarlas con aire caliente. Las propiedades registradas de la fibra eran mas o menos similares a las del ejemplo uno.

Ejemplo 3:

Se remojaron 5-15 g de Psyllium en 1 litro de agua desionizada durante 1-2 horas. El Psyllium remojado se agito durante 1 hora y se filtro para separar las partlculas no disueltas. Se anadio del 4-4,5% de alginato sodico y se siguio agitando durante otras 4 horas. A continuacion, se extrudio la solucion en cloruro calcico al 1-2%. Se sacaron las fibras extruidas, se lavaron con agua frla y se pasaron a traves de mezclas de acetona y agua, con concentraciones crecientes de acetona, es decir del 50-100%, antes de proceder al secado con aire caliente. Las propiedades de las fibras ensayadas eran las siguientes: tenacidad de 5,5-11,0 cN/tex, alargamiento a la rotura 7,1-11,4%, absorcion de agua 18-25 g/g y absorcion de solucion salina 20-33 g/g.

Ejemplo 4:

Se remojaron 3-6 g de Psyllium en 1 litro de agua desionizada durante 2 horas. Se disolvieron 0,12-0,60 g de nitrato de plata en 200 ml y se sometieron a ebullition por separado durante 20-30 minutos. Se anadio el Psyllium remojado a la solucion en ebullicion de nitrato de plata y se mantuvo bajo calentamiento durante otros 30 minutos mientras se agitaba. La solucion se agito y filtro para separar las partlculas no disueltas. Se anadio del 3-4% de alginato sodico y se siguio agitando durante otras 4 horas. A continuacion, se extrudio la solucion en cloruro calcico al 1-2%. Las fibras extruidas se sacaron, lavaron con agua frla y pasaron a traves de mezclas de agua y acetona con concentraciones crecientes de acetona, es decir del 50-100% antes de proceder al secado con aire caliente. Las propiedades registradas de la fibra son similares a las del Ejemplo 1.

Ejemplo 5:

Se remojaron 5-15 g de Psyllium en 1 litro de agua desionizada durante 1-2 horas. El Psyllium remojado se agito durante 1 hora y se filtro para separar las partlculas no disueltas. Se anadieron 0,12-1,00 g de carbonato de plata y se siguio agitando durante otra hora. Se anadio un 4,0-4,5% de alginato sodico y se agito durante otras 4 horas. A continuacion, se extrudio la solucion en cloruro calcico al 1-2%. Las fibras extruidas se sacaron, lavaron con agua frla y pasaron a traves de mezclas de agua y acetona con concentraciones crecientes de acetona, es decir del 50-100%, antes de proceder al secado con aire caliente. Las propiedades de las fibras ensayadas eran las siguientes: tenacidad de 4,189-12,0 cN/tex, alargamiento de rotura del 7,1-10,4%, absorcion de agua 18-25 g/g y absorcion de solucion salina 20-28 g/g.

No se pretende que la invention quede limitada a los detalles de los Ejemplos arriba dados.

Claims

REIVINDICACIONES

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1. Fibra de polisacaridos que es una fibra alargada con, como unico componente estructural de la misma fibra, pollmeros de alginato y de Psyllium.
2. Fibra segun la reivindicacion 1, caracterizada porque los pollmeros de alginato y de Psyllium estan enlazados entre si.
3. Fibra segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizada porque se produce por extrusion o hilado de una mezcla de pollmeros de alginato y de Psyllium.
4. Fibra segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque incorpora ademas al menos una sustancia antimicrobiana.
5. Fibra segun la reivindicacion 4, caracterizada porque la al menos una sustancia antimicrobiana comprende como mlnimo una sustancia de plata, tal como nitrato de plata y/o carbonato de plata.
6. Metodo para producir una fibra de polisacaridos segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, comprendiendo el metodo el hilado o la extrusion de una mezcla acuosa de pollmeros de Psyllium soluble y de alginato en un bano que contiene una sustancia que coagula la mezcla acuosa para formar una fibra.
7. Metodo segun la reivindicacion 6, caracterizado porque la sustancia de coagulacion comprende una sal de calcio que forma alginato calcico insoluble con el pollmero de alginato soluble de la mezcla acuosa.
8. Metodo segun la reivindicacion 6 o 7, caracterizado porque el bano contiene del 1-2% en peso de cloruro calcico.
9. Metodo segun cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizado porque el pollmero de Psyllium soluble se solubiliza en una solucion alcalina.
10. Metodo segun cualquiera de las reivindicaciones 6 a 9, caracterizado porque el pollmero de alginato soluble comprende alginato sodico.
11. Metodo segun cualquiera de las reivindicaciones 6 a 10, caracterizado porque la fibra formada se lava con acetona acuosa.
12. Metodo segun cualquiera de las reivindicaciones 6 a 11, caracterizado porque se incluye ademas al menos una sustancia antimicrobiana en la mezcla acuosa.
13. Metodo segun la reivindicacion 12, caracterizado porque la al menos una sustancia antimicrobiana comprende como mlnimo una sustancia de plata tal como nitrato de plata y/o carbonato de plata.
14. Metodo segun cualquiera de las reivindicaciones 6 a 13, caracterizado porque la mezcla acuosa se forma disolviendo en primer lugar el pollmero de Psyllium y despues anadiendo el pollmero de alginato a la solucion del pollmero de Psyllium.
15. Metodo segun la reivindicacion 14, caracterizado porque el paso de filtrar las partlculas no disueltas de la solucion de pollmero de Psyllium antes de anadir el pollmero de alginato a la misma.