[go: up one dir, main page]

ES2322008B1 - Proceso de obtencion y aplicaciones biomedicas de poliesteres alternantes constituidos por unidades de acido glicolico e hidroxiacidos alifaticos. - Google Patents

Proceso de obtencion y aplicaciones biomedicas de poliesteres alternantes constituidos por unidades de acido glicolico e hidroxiacidos alifaticos. Download PDF

Info

Publication number
ES2322008B1
ES2322008B1 ES200702065A ES200702065A ES2322008B1 ES 2322008 B1 ES2322008 B1 ES 2322008B1 ES 200702065 A ES200702065 A ES 200702065A ES 200702065 A ES200702065 A ES 200702065A ES 2322008 B1 ES2322008 B1 ES 2322008B1
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
acid
baselineskip
units
glycolic
polyesters
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES200702065A
Other languages
English (en)
Other versions
ES2322008A1 (es
Inventor
Meritxell Martinez Palau
Lourdes Franco Garcia
Jordi Puiggali Bellalta
Francisco Sepulcre Sanchez
Luis Del Valle Mendoza
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Universitat Politecnica de Catalunya UPC
Original Assignee
Universitat Politecnica de Catalunya UPC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Universitat Politecnica de Catalunya UPC filed Critical Universitat Politecnica de Catalunya UPC
Priority to ES200702065A priority Critical patent/ES2322008B1/es
Publication of ES2322008A1 publication Critical patent/ES2322008A1/es
Application granted granted Critical
Publication of ES2322008B1 publication Critical patent/ES2322008B1/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/14—Particulate form, e.g. powders, Processes for size reducing of pure drugs or the resulting products, Pure drug nanoparticles
    • A61K9/16—Agglomerates; Granulates; Microbeadlets ; Microspheres; Pellets; Solid products obtained by spray drying, spray freeze drying, spray congealing,(multiple) emulsion solvent evaporation or extraction
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K47/00—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
    • A61K47/30—Macromolecular organic or inorganic compounds, e.g. inorganic polyphosphates
    • A61K47/34—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polyesters, polyamino acids, polysiloxanes, polyphosphazines, copolymers of polyalkylene glycol or poloxamers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G63/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G63/02—Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
    • C08G63/06—Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds derived from hydroxycarboxylic acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G63/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G63/78—Preparation processes
    • C08G63/80—Solid-state polycondensation

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Polyesters Or Polycarbonates (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)

Abstract

Proceso de obtención y aplicaciones biomédicas de poliésteres alternantes constituidos por unidades de ácido glicólico e hidroxiácidos alifáticos.
La invención hace referencia a un nuevo proceso de síntesis que es adecuado para la preparación de copoliésteres con una secuencia alternante y que están constituidos por unidades de ácido glicólico y distintos hidroxiácidos de naturaleza alifática.
Los hidroxiácidos pueden ser lineales o presentar grupos metilo laterales, como es el caso del ácido 3-hidroxibutírico.
Todos los polímeros pueden ser descritos por la formula genérica:
\vskip1.000000\baselineskip
-[O(CH_{2})COOCHR(CH_{2})_{n-2}CO]_{x}-
donde n varía desde 3 hasta 10 y R puede ser un átomo de hidrógeno o un grupo metilo.
Algunos de estos materiales pueden emplearse en el sector biomédico como sistemas liberadores de fármacos, siendo los derivados de los ácidos glicólico, 3-hidroxibutírico y 6-hidroxihexanoico especialmente interesantes.
Son puntos clave la degradabilidad de los materiales,su biocompatibilidad y su solubilidad en disolventes orgánicos volátiles que permite su preparación en forma de microesferas en las que se incluye el fármaco requerido.

Description

Proceso de obtención y aplicaciones biomédicas de poliésteres alternantes constituidos por unidades de ácido glicólico e hidroxiácidos alifáticos.
Sector de la técnica
La presente invención se refiere a un nuevo proceso de síntesis de copoliésteres derivados del ácido glicólico e hidroxiácidos de naturaleza alifática que permite su obtención con rendimientos elevados y pesos moleculares adecuados a su utilización posterior. El proceso descrito permite sintetizar estos copoliésteres de secuencia regular de una forma muy simple al requerirse un número muy reducido de etapas.
En general, los poliésteres constituyen el grupo de polímeros de mayor aplicación en el ámbito de la biomedicina, abarcando aplicaciones tan diversas como suturas quirúrgicas bioabsorbibles, fijaciones óseas, sistemas dosificadores de fármacos, o andamios temporales. La función que estos materiales tienen que cumplir al estar en contacto con el medio fisiológico es mantener sus propiedades y biocompatibilidad, durante el período de tiempo en el cual son usados. Una vez transcurrido dicho tiempo, los productos de degradación generados debido al proceso de reabsorción biodegradativo deben de ser eliminados del organismo.
Dentro de la familia de los poliésteres son precisamente los polímeros constituidos por unidades de ácido glicólico/glicolida los más utilizados para las aplicaciones anteriormente indicadas. En este entorno, también tienen una elevada relevancia los homopolímeros y/o copolímeros derivados de ácido 6-hidroxihexanoico/caprolactona, ácido 4-hidroxibutanoico/butirolactona y ácido 3-hidroxibutanoico. La presente invención permite preparar una familia de copoliésteres degradables y biocompatibles con unas propiedades que pueden modularse en función del número de grupos metileno del hidroxiácido seleccionado.
Estado de la técnica
Los polímeros biodegradables presentan gran interés para su empleo en el sector biomédico debido a dos factores primordiales: a) la posibilidad de que el material se elimine de forma natural una vez que ha terminado su función y, b) la mayor severidad en los requerimientos de seguridad y biocompatibilidad que deben presentar los biomateriales. Las aplicaciones pueden variar ampliamente desde su empleo como suturas quirúgicas bioabsorbibles hasta su utilización en ingeniería de tejidos o como sistemas liberadores de fármacos. En esta última aplicación, los materiales poliméricos son idóneos, al ser prácticamente imposible retener durante un tiempo apreciable un fármaco en una matriz constituida por un compuesto de bajo peso molecular. El agente activo puede variar desde un factor de crecimiento de naturaleza peptídica hasta un agente antitumoral, un antibiótico o un compuesto preventivo de la trombosis.
Es importante que un polímero que vaya a ser empleado como sistema liberador pueda procesarse en forma de pequeñas microesferas, en cuyo interior pueda distribuirse uniformemente el agente activo. Entre los métodos más habituales de preparación puede considerarse la extracción o evaporación de una fase orgánica que está finamente dispersada en una fase acuosa (Jain, R., Shah, N. H., Malick, A. W., Rhodes, C. T. Drug Development and Industrial Pharmacy 28, 703-727, 1998), hallándose el polímero y el fármaco disueltos en la primera. Las microesferas deben presentar una estructura porosa y un tamaño de poro controlable para poder ejercer satisfactoriamente su función como sistema de transferencia de materia con el medio circundante.
Actualmente los polihidroxialcanoatos constituyen la principal familia de polímeros sintéticos utilizados en biomedicina. Concretamente la poliglicolida es el material más empleado en aplicaciones clínicas, especialmente como sutura quirúrgica bioabsorbible (Schmitt, E. E., Polistina, R. A., U. S. Pat. 3,297,033, 1967). La polilactida presenta una menor velocidad de degradación y una mayor facilidad de procesado, factores ambos que amplían su aplicabilidad. Por ejemplo, la rápida degradación de la poliglicolida puede generar una respuesta inflamatoria que dificulta la reparación de tejidos cuando la cantidad implantada es elevada. Por otra parte es difícil preparar microesferas de poliglicolida, idóneas para su utilización como matrices liberadoras de fármacos, debido a su muy limitada solubilidad. La policaprolactona es uno de los materiales más empleados como sistema liberador debido a su reducida temperatura de transición vítrea que le confiere una naturaleza gomosa, su baja temperatura de fusión, su reducida velocidad de degradación y su capacidad para formar aleaciones compatibles con una amplia variedad de polímeros (Pitt, C. G., Marks, T. A., Schindler, A., Baker, R. Controlled Release of Bioactive Materials, Academic Press Inc.: New York, 1980). Copolímeros de lactida, glicolida y \varepsilon-caprolactona son también ampliamente utilizados como sistemas liberadores de fármacos y en ingeniería de tejidos (Tamber, H., Johansen, P., Merkle, H. P., Gander, B. Advanced Drug Delivery Reviews, 357, 57, 2005).
A pesar de que el poli(3-hidroxibutirato) se produce por procesos biotecnológicos, su utilización biomédica es restringida debido a su excesivamente lenta velocidad de degradación en el cuerpo humano. Copolímeros de ácido 3-hidroxibutírico y ácido 4-hidroxibutírico pueden producirse también naturalmente (Choi, M. H., Yoon, S. C., Lenz, R. W. Applied and Environmental Microbiology, 1570, 65, 1999) aunque por el momento sus aplicaciones continúan poco estudiadas al igual que ocurre con el homopolímero de ácido 4-hidroxibutírico.
Los polihidroxialcanoatos de origen natural son producidos intracelularmente por distintos microorganismos, acumulándose en forma granular como fuente de carbón y de reserva energética. La composición de los polímeros y copolímeros depende de las condiciones de fermentación y de los monómeros empleados. El resto de lo polihidroxialcanoatos sintéticos para usos médicos suelen prepararse mediante la polimerización térmica en maca por apertura de anillo de glicolida, lactida o caprolactona.
Recientemente se ha desarrollado un proceso para la síntesis de poliésteres derivados de \alpha-hidroxiácidos, principalmente poliglicólico y poliláctico (Epple, M., Herzberg, O. Journal of Biomedical Materials Research, 43, 83-88, 1998; Herzberg, O., Epple, M. European Journal of Inorganic Chemistry, 6, 1395-1406, 2001). Este último puede considerarse alternativo a la polimerización por apertura de anillo aunque los pesos moleculares obtenidos son muy reducidos. El proceso está basado en la polimerización térmica de sales metálicas de derivados halogenados de los ácidos glicólico y láctico.
100
El método se ha intentado extender, aunque sin éxito, a la preparación de poliésteres derivados de \omega-hidroxiácidos.
Por el contrario, el proceso ha resultado satisfactorio cuando se aplica a la síntesis de varios tipos de poliesteramidas regulares que incluyen unidades de ácido glicólico (Vera, M., Rodríguez-Galan, A., Puiggalí, J. Macromolecular Rapid Communications, 25, 812-817, 2004). También, se ha conseguido aplicar el método para la preparación de copoliésteres alternantes constituidos por ácido 4-hidroxibutírico y distintos hidroxiácidos alifáticos (Martínez-Palau, M., Franco, L., Ramis, X., Puiggalí, J. Macromolecular Chemistry & Physics, 207, 90 2006). En este caso, el monómero de partida dispone de un terminal derivado del cloruro de 4-clorobutirilo. La reactividad del mismo es reducida por lo que la cinética de la policondensación térmica es lenta. El proceso, sin embargo, se ha mostrado efectivo para la obtención de una serie de copoliésteres alifáticos que tienen en común la presencia de unidades de 4-hidroxibutirato. Recientemente se ha solicitado una patente relativa a su síntesis y a sus aplicaciones en el campo de la biomedicina (Martínez Palau, M., Franco, L., Rodriguez Galán, A., Puiggalí, J., Patente Española con número de solicitud P200502217).
El proceso que aquí describimos permite preparar copoliésteres de secuencia regular y que incluyen en este caso unidades de ácido glicólico, garantizándose asimismo un peso molecular adecuado. La síntesis de estos copoliésteres se consigue utilizando un monómero representativo de la secuencia que se prepara a partir del cloruro de 2-cloroacetilo. El monómero se caracteriza además por la presencia de un átomo de halógeno y una sal metálica como terminales. El monómero resultante es mucho más reactivo que el estudiado anteriormente (Martínez-Palau, M., Franco, L., Ramis, X., Puiggalí, J. Macromolecular Chemistry & Physics, 207, 90 2006), derivado del cloruro de 4-clorobutirilo. De esta forma, el nuevo proceso se distingue del proceso aplicado para la obtención de copoliésteres alternantes derivados de ácido 4-hidroxibutírico, en primer lugar por la familia distinta de copoliésteres que se producen y en segundo lugar por la mayor reactividad del nuevo sistema que repercute en unas condiciones de reacción más suaves y en un aumento de los tamaños moleculares de los polímeros resultantes.
200
Descripción de la invención
La presente invención se refiere a un nuevo método de preparación de poliésteres constituidos por unidades de ácido glicólico y distintos hidroxiácidos alifáticos. El proceso se basa en una polimerización de sales metálicas de derivados clorados. Los productos obtenidos son novedosos por su secuencia regular, siendo particularmente interesante el derivado del ácido 6-hidroxihexanoico por sus potenciales aplicaciones en el ámbito biomédico.
Los productos son semicristalinos y se caracterizan por su degradabilidad, su baja temperatura de transición vítrea, y su reducida citotoxicidad. Su solubilidad en disolventes orgánicos permite que puedan prepararse en forma de microesferas por el método de evaporación de mezclas bifásicas.
Los poliésteres se caracterizan por la unidad repetitiva -[OCH_{2}COOCHR(CH_{2})_{n-2}CO]-, siendo más interesantes aquellos con R = H y valores 3 y 6 de n. Éstos corresponden a derivados de ácido propiónico y de ácido 6-hidroxihexanoico/\varepsilon-caprolactona que son unidades frecuentes en los polímeros actualmente utilizados en biomedicina. Los comonómeros son \omega-hidroxiácidos cuando R corresponde a un átomo de hidrógeno. Se considera también los comonómeros correspondientes a los ácidos 3-hidroxibutírico (n = 3 y R = CH_{3}) y 4-hidroxivalérico (n = 4 y R = CH_{3}).
En el esquema adjunto se ilustra el procedimiento que se ha utilizado para la obtención de los mencionados poliésteres alternantes. El proceso descrito no es idóneo para el derivado del ácido 4-hidroxibutírico (n = 4 y R = H) debido a su elevada tendencia a ciclar, dando lugar a la butirolactona, en el transcurso de la síntesis.
Para obtener estos copoliésteres con secuencia regular se hace reaccionar el cloruro de 2-cloroacetilo con el hidroxiácido apropiado en un disolvente orgánico. El producto que se recupera por destilación en un horno de bolas, se disuelve o se suspende en agua, y se neutraliza con un bicarbonato metálico (preferentemente de sodio, potasio o cesio) hasta un pH cercano a 8. La correspondiente sal se recupera del medio de reacción y tras lavarse adecuadamente constituye el monómero que se utiliza en las polimerizaciones.
300
El producto suele ser higroscópico por lo que se debe tener especial cuidado en eliminar la humedad tanto si se quiere almacenar como si se quiere polimerizar, evitando de esta forma posibles degradaciones posteriores.
Las polimerizaciones tienen como fuerza motor la formación de cloruro metálico, al establecerse nuevos enlaces éster entre los monómeros. La temperatura de fusión del monómero, la cinética de la reacción de condensación y la temperatura óptima de polimerización dependen de las sales metálicas empleadas. En general, se observa que tanto la temperatura de fusión como la de polimerización decrecen con el tamaño del catión. La reacción tiene preferentemente lugar en estado líquido al ser superior la temperatura de polimerización y al tener además el polímero final un bajo punto de fusión. Sin embargo, la reacción puede iniciarse en estado sólido en una primera etapa donde se efectúa el proceso a reducida temperatura. La orientación adecuada de los grupos reactivos en el sólido cristalino permite que se forme rápidamente un prepolímero. En este caso, puede efectuarse una segunda etapa a mayor temperatura que transcurre exclusivamente en fase líquida y permite la agitación (magnética o mecánica) del medio.
La polimerización avanza en la mayoría de los casos hasta unos pesos moleculares adecuados para las posteriores aplicaciones. Las viscosidades intrínsecas medidas en ácido dicloroacético a 25ºC pueden llegar a ser superiores a 1.0 dL/g. Los monómeros que deben polimerizarse a las temperaturas más elevadas, pueden en algunos casos sufrir una cierta degradación a tiempos de reacción elevados que limita el tamaño molecular.
Los polímeros se obtienen en forma de composite con una matriz polimérica que ocluye la sal metálica. Ésta puede eliminarse mediante un simple lavado con agua dando lugar a un material de naturaleza porosa. También puede procederse a la disolución parcial del producto de reacción, por ejemplo mediante diclorometano, y a la precipitación del polímero con metanol.
La solubilidad de estos poliésteres en disolventes orgánicos permite que puedan prepararse microesferas de los mismos por el método de evaporación de mezclas bifásicas. Las microesferas pueden incorporar diferentes fármacos y por tanto ser utilizadas como sistemas dosificadores. Una disolución de polímero y el fármaco apropiado en un disolvente orgánico volátil como el diclorometano se dispersa finamente en una fase acuosa, manteniendo una vigorosa agitación mecánica. Se añade asimismo un surfactante como el alcohol polivinílico y cloruro sódico. La agitación se mantiene hasta la evaporación completa de la fase orgánica, recuperándose el polímero por centrifugación. Para las aplicaciones de dosificación, se efectúa un tamizado y se selecciona la fracción con diámetros comprendidos entre unos 45 y 80 \mum ya que se considera la más apropiada. El proceso permite obtener microesferas de tamaño uniforme, superficie rugosa y porosidad controlable.
Descripción de una realización preferida
Los siguientes ejemplos no pretenden ser limitantes, sino describir un proceso concreto de obtención del polímero con formación de cloruro metálico como fuerza motor y la preparación de microesferas de polímero con la incorporación de un fármaco. Adicionalmente se demuestra la degradabilidad del material, se ilustra su idoneidad como sistema liberador y su reducida toxicidad.
1. Síntesis del ácido 6-(2-cloroacetoxi)hexanoico
Se disuelve cloruro de cloroacetilo (7.2 ml, 69 mmol) en 50 mL de cloroformo anhidro. Esta solución se adiciona lentamente a un matraz de 250 mL conteniendo 50 mL de una solución de ácido 6-hidroxihexanoico (76 mmol, 1.1 eq) en cloroformo. La adición se lleva a cabo durante un periodo de 1 h bajo agitación vigorosa y manteniendo el matraz a 0ºC mediante un baño de agua y sal. Para neutralizar los gases de ácido clorhídrico producidos durante la reacción se utiliza un tubo de salida de gases relleno de hidróxido sódico. Posteriormente, la mezcla de reacción se mantiene en agitación a temperatura ambiente durante otras tres horas y se efectúa un lavado con agua mediante un embudo de extracción. Tras evaporar la fase orgánica se obtiene un aceite que se purifica en un horno de vidrio para destilación al vacío en tubo de bolas. Finalmente, se obtiene un aceite incoloro con un rendimiento del 50% que corresponde al producto deseado.
Infrarrojo: 3047 (OH, ácido), 2941 y 2869 (CH_{2}), 1737 (C=O, éster), 1703 (C=O, ácido), 1243 y 1173 (C-O, éster) cm^{-1}.
^{1}H NMR (CDCl_{3}, TMS): \delta = 4.20 (triplete, 2H, COOCH_{2}), 4.06 (singulete, 2H, ClCH_{2}COO), 2.38 (triplete, 2H, CH_{2}COOH), 1.69 (multiplete, 4H, CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}COOH), 1.44 (multiplete, 2H, CH_{2}CH_{2}CH_{2}COOH) ppm.
^{13}C NMR (CDCl_{3}, TMS): \delta = 179.6 (COOH), 167.4 (ClCH_{2}COO), 65.9 (COOCH_{2}), 40.8 (ClCH_{2}) 33.7 (CH_{2}CO
OH), 28.1 (COOCH_{2}CH_{2}), 25.2 (CH_{2}CH_{2}COOH), 24.1 (CH_{2}CH_{2}CH_{2}COOH) ppm.
\vskip1.000000\baselineskip
2. Síntesis de la sales sódica, potásica y de cesio del ácido 6-(2-cloroacetoxi)hexanoico
Estos compuestos se prepararan mediante la neutralización de una solución acuosa del ácido 6-(2-cloroacetoxi)hexanoico con la correspondiente solución 1M de bicarbonato sódico, potásico o césico. La solución se mantiene a una temperatura de 0ºC durante todo el proceso de adición. Cuando se alcanza un pH de 8 la mezcla de reacción se congela y liofiliza. Las sales de sodio y potasio se purifican mediante repetidos lavados con acetato de etilo. Los monómeros finales se guardan en un desecador al vacío. La elevada reactividad de algunos productos puede causar que se produzca una cierta cantidad de oligómeros durante el proceso de recuperación y/o almacenaje. Los rendimientos que se indican se han calculado incluyendo las cantidades de prepolímero formado, mientras que los datos espectroscópicos corresponden únicamente a las sales orgánicas sintetizadas.
Sal de sodio: El rendimiento final es cercano al 97%.
Infrarrojo: 2937 y 2855 (CH_{2}), 1732 (C=O, éster), 1560 (C=O, sal), 1293 y 1263 (C-O, sal), 1189 y 1166 (C-O, éster) cm^{-1}.
^{1}H NMR (DMSO): \delta = 4.32 (singulete, 2H, ClCH_{2}COO), 4.02 (triplete, 2H, COOCH_{2}), 1.87 (triplete, 2H, CH_{2}COO
Na), 1.45 (multiplete, 4H, CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}COONa), 1.26 (multiplete, 2H, CH_{2}CH_{2}CH_{2}COONa) ppm.
\vskip1.000000\baselineskip
Sal de potasio: El rendimiento final es cercano al 75%.
Infrarrojo: 2929 y 2859 (CH_{2}), 1734 (C=O, éster), 1561 (C=O, sal), 1295 y 1267 (C-O, sal), 1192 y 1165 (C-O, éster) cm^{-1}.
^{1}H NMR (DMSO): \delta = 4.32 (singulete, 2H, ClCH_{2}COO), 4.02 (triplete, 2H, COOCH_{2}), 1.91 (triplete, 2H, CH_{2}
COOK), 1.51 (multiplete, 4H, CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}COOK), 1.29 (multiplete, 2H, CH_{2}CH_{2}CH_{2}COOK) ppm.
\vskip1.000000\baselineskip
Sal de cesio: El rendimiento final es prácticamente cuantitativo.
Infrarrojo: 2940 y 2864 (CH_{2}), 1739 (C=O, éster), 1559 (C=O, sal), 1286 (C-O, sal), 1190 y 1149 (C-O, éster) cm^{-1}.
^{1}H NMR (DMSO): \delta = 4.31 (singulete, 2H, ClCH_{2}COO), 4.01 (triplete, 2H, COOCH_{2}), 1.83 (triplete, 2H, CH_{2}COO
Cs), 1.50 (multiplete, 4H, CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}COOCs), 1.27 (multiplete, 2H, CH_{2}CH_{2}CH_{2}COOCs) ppm.
\vskip1.000000\baselineskip
3. Polimerización: síntesis del poliéster alternante constituido por unidades de ácido glicólico y ácido 6-hidroxihexanoico (poli(Glc-alt-6HH)) a partir de la sal potásica del ácido 6-(2-cloroacetoxi)hexanoico
En un tubo de reacción provisto de agitación se introduce la sal potásica del ácido 6-(2-cloroacetoxi)hexanoico triturada y previamente secada en un desecador al vacío. En una primera fase se calienta al vacío el matraz hasta una temperatura de 70ºC durante 2 h y en una segunda fase se calienta el matraz hasta una temperatura de 100ºC durante 2 h. Tras enfriar hasta temperatura ambiente, se obtiene una masa sólida blanca que corresponde a la mezcla de polímero y cloruro potásico. El polímero se disuelve en diclorometano, se separa del cloruro mediante centrifugación, se recupera por precipitación con metanol y se lava abundantemente con agua, metanol y éter etílico. La viscosidad intrínseca (medida en ácido dicloroacético a 25ºC) corresponde a 1.05 dL/g mientras que el peso molecular promedio en peso determinado mediante GPC es superior a 44 000 g/mol. El rendimiento de polimerización es cercano al
80%.
Infrarrojo: 2941 y 2871 (CH_{2}), 1735 (C=O, éster), 1148 (C-O, éster) cm^{-1}.
^{1}H NMR (DMSO): \delta = 4.58 (singulete, 2H, OCH_{2}COO), 4.02 (triplete, 2H, OCH_{2}), 2.32 (triplete, 2H, CH_{2}COO), 1.49 (multiplete, 4H, CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}COO), 1.28 (multiplete, 2H, CH_{2}CH_{2}CH_{2}COO) ppm.
^{13}C NMR (DMSO): \delta = 172.59 (CO, 6HH), 168.01 (CO, Glc), 64.62 (OCH_{2}), 60.67 (COOCH_{2}COO), 33.07 (CH_{2}COO), 27.82 (OCH_{2}CH_{2}), 24.76 (CH_{2}CH_{2}COO), 24.12 (CH_{2}CH_{2}CH_{2}COO) ppm.
El análisis térmico diferencial de barrido muestra que el polímero presenta una temperatura de fusión cercana a los 63ºC y una temperatura de transición vítrea de -37ºC. El análisis termogravimétrico indica que el polímero puede procesarse desde el estado fundido al estar la temperatura de inicio de descomposición por encima de los 300ºC.
\vskip1.000000\baselineskip
4. Preparación de microesferas de poli(Glc-alt-6HH) que incluyen el agente activo
Las microesferas del polímero se preparan por el método de evaporación de una mezcla constituida por una fase orgánica y una fase acuosa. 2 g de polímero se disuelven en 45 cm^{3} de diclorometano, añadiéndose la cantidad apropiada del fármaco. La solución resultante se dispersa en 500 cm^{3} de una solución acuosa que contiene 4 g de alcohol polivinílico (grado de hidrólisis 87-89%, peso molecular promedio en peso de 13000-23000 g/mol) y 5 g de cloruro sódico, la adición se efectúa mientras se agita mecánicamente a una velocidad de 1.300 rpm. La mezcla bifásica se mantiene en agitación hasta que todo el diclorometano se evapora. Las microesferas se separaran por filtración, al igual que tras los sucesivos lavados con agua.
El análisis granulométrico realizado mediante tamices con tamaños de poro de 1000, 500, 250, 125, 100, 80 y 45 \mum muestra una curva bimodal con una fracción significativa de microesferas con diámetros comprendidos entre 45 y 80 \mum que se considera la más idónea para su empleo como sistema liberador. La observación mediante microscopía de barrido revela que las partículas presentan una forma esférica y una superficie rugosa.
\vskip1.000000\baselineskip
5. Degradación de poli(Glc-alt-6HH)
Las microesferas de poli(Glc-alt-6HH) se degradan hidrolíticamente en condiciones fisiológicas simuladas mediante un tampón fosfato de pH 7.4 y una temperatura de 37ºC. De esta forma, tras 7 y 25 días de exposición se observa una caída del peso molecular promedio en peso desde un valor inicial de 44.000 g/mol hasta unos valores finales de 30.000 y 20.000 g/mol, respectivamente. En estas condiciones, la degradación transcurre por tanto a una velocidad moderada.
Los estudios de degradación realizados con películas del polímero de 200 \mum de espesor corroboran que la muestra es susceptible al ataque hidrolítico aunque el proceso es lento. De esta forma, tras 120 días de exposición se detecta una pérdida de peso del 6% y una caída del peso molecular en peso hasta un valor de 15.000 g/mol. En condiciones aceleradas producidas por un incremento de la temperatura del medio, hasta un valor de 50ºC, los cambios anteriores se observan tras sólo 28 días de exposición.
El polímero se degrada fácilmente por la acción de enzimas como la lipasa de Pseudomonas cepacia y la proteinasa K. Se observa la degradación completa de películas de 200 \mum de espesor expuestas a estos medios después de 5 y 10 días, respectivamente.
\vskip1.000000\baselineskip
6. Liberación de triclosán a partir de microesferas de poli(Glc-alt-6HH) y poli(Glc-alt-4HB)
La siguiente figura ilustra la cinética de liberación del fármaco triclosán en un medio celular (medio Eagle modificado por Dulbecco conteniendo un 7.5% (peso/volumen) de bicarbonato sódico y 10% (volumen/volumen) de suero fetal bovino a pH 7.4) para las microesferas de dos poliésteres representativos de la familia considerada, concretamente los que incorporan unidades de ácido 6-hidroxihexanoico (poli(Glc-alt-6HH)) o de ácido 4-hidroxibutírico (poli(Glc-alt-4HB)) como comonómeros. Se observa, un comportamiento diferente que está de acuerdo con las características de los correspondientes polímeros. De esta forma, el triclosán se libera más lentamente en el polímero de naturaleza más hidrofóbica (poli(Glc-alt-6HH)). Concretamente, tras 50 horas de exposición, un 80% de la carga inicial se libera en el medio cuando se utiliza poli(Glc-alt-4HB) como matriz polimérica, mientras que se requieren 110 horas para liberar un 62% cuando se utiliza poli(Glc-alt-6HH). Estos tiempos son claramente insuficientes para producir una degradación hidrolítica acusada de los correspondientes polímeros. La presente invención permite consecuentemente preparar una familia de materiales con distintas cinéticas de liberación.
\vskip1.000000\baselineskip
7. Ensayos de biocompatibilidad y crecimiento celular realizados con poli(Glc-alt-6HH)
Los ensayos de citotoxicidad se realizaron de acuerdo con la norma ISO-140320, evaluando la toxicidad de los productos liberados por el material tras su incubación durante 50 días en un medio de cultivo celular (DMEM, medio Eagle modificado por Dulbecco conteniendo un 7.5% (peso/volumen) de bicarbonato sódico y 10% (volumen/volumen) de suero fetal bovino a pH 7.4). La extracción se realizó a 37ºC en atmósfera húmeda con 5% CO_{2} y 95% aire. Las células utilizadas en los ensayos tanto de citotoxicidad como de adherencia fueron fibroblastos de ratón L-929 (EACC, Sigma-Aldrich, UK). Las pruebas realizadas demuestran una baja toxicidad de los extractos y una adecuada proliferación y adherencia celular sobre el polímero.
\vskip1.000000\baselineskip
Descripción de las figuras
Figura 1. Micrografías de SEM mostrando la morfología microesferas de poli(Glc-alt-6HH) cargadas con triclosan.
Figura 2. Liberación de triclosán en un medio de cultivo celular a partir de dos polímeros representativos de la serie.
Figura 3. Micrografía óptica mostrando la proliferación celular sobre un film de poli(Glc-alt-6HH) tras 72 de exposición. Se puede observar como las células L-929 se mantienen perfectamente adheridas formando monocapa sobre el nuevo material. Aumento 100x.

Claims (5)

1. Un método para preparar poliésteres biodegradables de secuencia alternante mediante la policondensación térmica de la sal metálica de un cloroácido derivado del ácido glicólico y de un hidroxiácido alifático.
\vskip1.000000\baselineskip
400 
\vskip1.000000\baselineskip
2. Un método para preparar poliésteres biodegradables según la reivindicación número 1, donde el hidroxiácido alifático es lineal y se caracteriza por un número n variable desde 3 hasta 10.
\vskip1.000000\baselineskip
500 
\vskip1.000000\baselineskip
3. Un método para preparar poliésteres biodegradables según la reivindicación número 1, donde el hidroxiácido alifático presenta un grupo metilo lateral (R = CH_{3}) y un número n variable desde 3 hasta 4.
\vskip1.000000\baselineskip
600 
\vskip1.000000\baselineskip
4. Una matriz dosificadora de fármacos constituida por un poliéster biocompatible con una estructura química donde se alternan unidades de ácido glicólico y un hidroxiácido, cuya unidad repetitiva corresponde a la fórmula genérica:
\vskip1.000000\baselineskip
700 
\vskip1.000000\baselineskip
donde n varía desde 3 hasta 10, y en donde R puede corresponder a un átomo de hidrógeno o a un grupo metilo. Se excluye el caso de n = 4 cuando R corresponde a un átomo de hidrógeno.
5. Microesferas utilizables como sistemas liberadores de fármacos y constituidas por poliésteres donde alternan unidades de ácido glicólico y una de las siguientes unidades: ácido 3-hidroxibutírico y ácido 6-hidroxihexanoico.
ES200702065A 2007-07-19 2007-07-19 Proceso de obtencion y aplicaciones biomedicas de poliesteres alternantes constituidos por unidades de acido glicolico e hidroxiacidos alifaticos. Active ES2322008B1 (es)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ES200702065A ES2322008B1 (es) 2007-07-19 2007-07-19 Proceso de obtencion y aplicaciones biomedicas de poliesteres alternantes constituidos por unidades de acido glicolico e hidroxiacidos alifaticos.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ES200702065A ES2322008B1 (es) 2007-07-19 2007-07-19 Proceso de obtencion y aplicaciones biomedicas de poliesteres alternantes constituidos por unidades de acido glicolico e hidroxiacidos alifaticos.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
ES2322008A1 ES2322008A1 (es) 2009-06-15
ES2322008B1 true ES2322008B1 (es) 2010-03-11

Family

ID=40739876

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES200702065A Active ES2322008B1 (es) 2007-07-19 2007-07-19 Proceso de obtencion y aplicaciones biomedicas de poliesteres alternantes constituidos por unidades de acido glicolico e hidroxiacidos alifaticos.

Country Status (1)

Country Link
ES (1) ES2322008B1 (es)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6548569B1 (en) * 1999-03-25 2003-04-15 Metabolix, Inc. Medical devices and applications of polyhydroxyalkanoate polymers

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6548569B1 (en) * 1999-03-25 2003-04-15 Metabolix, Inc. Medical devices and applications of polyhydroxyalkanoate polymers

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
FUKUZAKI, H. et al. "{}Direct copolymerization of glycolic acid with lactones in the absence of catalysts"{}. European Polymer Journal, 1990, Volumen 26, Número 4, páginas 457-461 (Ver Figura 1). *
MARTINEZ-PALAU M. et al. "{}Poly[(4-hydroxybutyric acid)-alt- (glycolic acid)]: Synthesis by Thermal Polycondensation of Metal Salts of 4-Chlorobutyric Acid Carboxymethyl Ester"{}. Macromolecular Chemistry and Physics, 2006, Volumen 207, páginas 90-103 (Ver páginas 90 y 91). *
POUTON, C.W. et al. "{}Biosynthetic polyhydroxyalkanoates and their potential in drug delivery"{}. Advanced Drug Delivery Reviews, 1996, Volumen 18, páginas 133-162. *
RODRÍGUEZ-GALÁN, A. et al. "{}Synthesis of Poly(ester amide)s Derived from Glycolic Acid and the Amino Acids: beta-alanine or 4-Aminobutyric Acid"{}. Macromolecular Chemistry and Physics, 2003, Volumen 204, Número 17, páginas 2078-2089 (ver página 2079). *

Also Published As

Publication number Publication date
ES2322008A1 (es) 2009-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2394953T3 (es) Composiciones de polihidroxialcanoato con velocidades de degradación controladas
ES2375637T3 (es) Poli(éteres-ésteres) resorbibles y su utilización para la producción de implantes médicos.
Ying et al. Scaffolds from electrospun polyhydroxyalkanoate copolymers: fabrication, characterization, bioabsorption and tissue response
JP4410857B2 (ja) ヒドロキシ酸から誘導されたモノマー及びそれから調製されたポリマー
Ghalia et al. Biodegradable poly (lactic acid)-based scaffolds: synthesis and biomedical applications
Winnacker et al. Poly (ester amide) s: recent insights into synthesis, stability and biomedical applications
US6867248B1 (en) Polyhydroxyalkanoate compositions having controlled degradation rates
ES2305512T3 (es) Copolimeros biodegradables de varios bloques, segmentados y de fases separadas.
US6878758B2 (en) Polyhydroxyalkanoate compositions having controlled degradation rates
Bourke et al. Polymers derived from the amino acid L-tyrosine: polycarbonates, polyarylates and copolymers with poly (ethylene glycol)
ES2628931T3 (es) Copolímeros multibloque segmentados de fases separadas biodegradables y liberación de polipétidos biológicamente activos
US6828357B1 (en) Polyhydroxyalkanoate compositions having controlled degradation rates
JP4680900B2 (ja) 分解可能で生体適合性があるブロックコポリマー
KR100668046B1 (ko) 생체적합성 및 온도감응성의 폴리에틸렌글리콜/폴리에스터블록 공중합체 및 이의 제조방법
KR100408458B1 (ko) 생분해성 글리콜라이드/ε-카프로락톤 공중합체로부터 제조된 조직공학용 다공성 지지체
ES2322008B1 (es) Proceso de obtencion y aplicaciones biomedicas de poliesteres alternantes constituidos por unidades de acido glicolico e hidroxiacidos alifaticos.
ES2282025B1 (es) Proceso de obtencion y aplicaciones biomedicas de poliesteres alternantes constituidos por unidades de acido 4-hidroxibutirico e hidroxiacidos alifaticos.
Vert Poly (lactic acid) s
JP2005518469A (ja) 生体臨床学用途のための生分解性ポリマー状物質
CN1332189A (zh) 一种可降解的化学交联水凝胶及其制备方法
Kohn et al. Polymers derived from L-Tyrosine
Woodard Degradable PCL-PLLA Semi-interpenetrating Network (Semi-IPN) Shape Memory Polymer (SMP) Scaffolds for Cranial Bone Defect Repair
Attama et al. An overview of synthetic biopolymers in drug delivery
Fischer et al. 1.1 Poly (glycolic acid): A Status Report on Synthesis, Applications and Limitations
NAIR et al. MENG DENG

Legal Events

Date Code Title Description
EC2A Search report published

Date of ref document: 20090615

Kind code of ref document: A1

FG2A Definitive protection

Ref document number: 2322008B1

Country of ref document: ES