ES2711416T3

ES2711416T3 - Material sellante seco de acción rápida y métodos para su uso y fabricación

Info

Publication number: ES2711416T3
Application number: ES12150108T
Authority: ES
Inventors: Woonza M Rhee; Cary J Reich; Edward A Osawa; Felix Vega
Original assignee: Baxter Healthcare SA; Baxter International Inc
Current assignee: Baxter Healthcare SA; Baxter International Inc
Priority date: 2006-08-02
Filing date: 2007-08-01
Publication date: 2019-05-03
Anticipated expiration: 2027-08-01
Also published as: EP3909619A1; KR20090035620A; ZA200900977B; AU2007281138B2; EP2468310A1; BRPI0714655A2; JP2009545405A; HK1127754A1; ATE547128T1; ES2946738T3; EP2049165A2; ES2383550T3; CN106178085A; WO2008016983A3; RU2442612C2; CL2007002244A1; NO20090932L; WO2008016983A2; EP2049165B1; AU2007281138A1

Abstract

Composición seca para conseguir la hemostasis o la contención de otro fluido en un contexto in vivo de matriz para aplicar a un vertebrado con el fin de facilitar la contención de fluido, que comprende: un componente formador de hidrogel que actúa como absorbente; un primer componente reticulable que comprende múltiples grupos nucleófilos y; un segundo componente reticulable que comprende múltiples grupos electrófilos, donde el primer componente y el segundo componente se reticulan para formar una matriz poroso que presenta intersticios, y el componente formador de hidrogel es capaz de hidratarse para formar un hidrogel que rellena al menos algunos de los intersticios.

Description

DESCRIPCION

Material sellante seco de accion rapida y metodos para su uso y fabricacion

ANTECEDENTES DE LA INVENCION

La patente US 5.162.430, concedida el 10 de noviembre de 1992 a Rhee y col., se refiere a conjugados de colagenopoKmero sintetico preparados por union covalente de colageno a poKmeros hidrofflicos sinteticos, tales como diversos derivados de polietilenglicol. La patente US 5.324.775, concedida el 28 de junio de 1994 a Rhee y col., se refiere a diversos polfmeros biocompatibles naturales de injerto (tales como polisacaridos) enlazados de forma covalente a polfmeros de polietilenglicol hidrofilos sinteticos no inmunogenos. La patente US 5.328.955, concedida el 12 de julio de 1994 a Rhee y col., se refiere a diversas formas activadas de polietilenglicol y diversos enlaces a utilizar para producir conjugados de colageno-polfmero sintetico con una determinadas propiedades ffsicas y qmmicas.

La US n° 08/403.358, solicitada el 14 de marzo de 1995, se refiere a una composicion de biomaterial reticulado que se prepara utilizando un agente reticulante hidrofobo o una mezcla de agentes reticulantes hidrofilos e hidrofobos. Los agentes reticulantes hidrofobos pueden incluir cualquier polfmero hidrofobo que contenga dos o mas grupos succinimidilo o que se pueda derivar qmmicamente para que los contenga.

La patente US 5.580.923, concedida el 3 de diciembre de 1996 a Yeung y col., se refiere a una composicion util en la prevencion de adhesiones quirurgicas que comprende un material sustrato y un agente enlazante antiadhesion, incluyendo el material sustrato preferentemente colageno e incluyendo el agente enlazante preferentemente al menos un grupo funcional reactivo frente al tejido y al menos un grupo funcional reactivo frente al sustrato.

La patente US 5.614.587, concedida el 25 de marzo de 1997 a Rhee y col., se refiere a composiciones bioadhesivas que comprenden colageno reticulado utilizando un polfmero hidrofilo sintetico multifuncionalmente activado y a metodos para la utilizacion de estas composiciones con el fin de generar una adhesion entre una primera superficie y una segunda superficie, donde al menos una de estas dos superficies puede ser una superficie de tejido nativo.

La publicacion de patente japonesa n° 07090241 se refiere a una composicion utilizada para la adhesion temporal de un material de lente a un soporte con el fin de montar el material en un dispositivo de mecanizado, y que comprende una mezcla de polietilenglicol con un peso molecular medio entre 1.000 y 5.000 y poli-N-vinilpirrolidona con un peso molecular medio entre 30.000 y 200.000.

West y Hubbell, Biomaterials (1995) 16:1153-1156, describen la prevencion de adhesiones post-operatorias mediante la utilizacion de un hidrogel de polietilenglicol co-diacrilato de acido lactico fotopolimerizado y un hidrogel de polietilenglicol co-propilenglicol reticulado ffsicamente, Poloxamer 407®.

Las patentes US 5.672.336 y 5.196.185 describen un aposito que comprende un colageno fibrilar microparticulado con un tamano de partfcula de 0,5-2,0 pm. En general, esta composicion comprende una fase acuosa y no puede formar un hidrogel tal como el descrito en la presente invencion. La patente US 5.698.213 describe un hidrogel de poliester alifatico reticulado que puede emplearse como dispositivo quirurgico absorbible y vehnculo de suministro de farmacos. La patente US 5.674.275 describe un adhesivo de hidrogel basado en acrilato o metacrilato. La patente US 5.306.501 describe un hidrogel termorreversible basado en polioxialquileno que puede emplearse como vehnculo para el suministro de farmacos.

Las patentes US 4.925.677 y 5.041.292 describen un hidrogel que comprende un componente proteico reticulado con un polisacarido o mucopolisacarido, el cual puede ser utilizado como vehnculo en el suministro de farmacos.

En la patente US 5.384.333 y en el documento de Jeong y col. (1997) “Nature” 388: 860-862 se describen medicamentos inyectables biodegradables. En la patente US 4.925.677 se describen hidrogeles biodegradables para el suministro de liberacion controlada de farmacos. En las patentes US 4.347.234 y 4.291.013 se describen sistemas de suministro de farmacos basados en colageno reabsorbible. En las patentes US 5.300.494 y 4.946.870 se describen pelfculas biocompatibles basadas en aminopolisacaridos para el suministro de farmacos. En la patente US 5.648.506 se describen vehnculos solubles en agua para el suministro de taxol.

Los polfmeros se han utilizado como vehnculos de agentes terapeuticos con el fin de una liberacion localizada y sostenida (Langer y col., Rev. Macro. Chem. Phys., C23 (1), 61, 1983; Controlled Drug Delivery, Vol. I y II, Bruck, S.D., (ed.), CRC Press, Boca Raton, Fla., 1983; Leong y col., Adv. Drug Delivery Review, 1:199, 1987). Estos sistemas de suministro de agentes terapeuticos simulan la infusion y ofrecen el potencial de una mayor eficacia terapeutica y una toxicidad sistemica reducida.

Otras clases de poKmeros sinteticos que han sido propuestos para el suministro de farmacos de liberacion controlada incluyen poliesteres (Pitt y col., en Controlled Release of Bioactive Materials, R. Baker, Ed., Academic Press, Nueva York, 1980) ; poliamidas (Sidman y col., Journal of Membrane Science, 7:227, 1979); poliuretanos (Maser y col., Journal of Polymer Science, Polymer Symposium, 66:259, 1979); poliortoesteres (Heller y col., Polymer Engineering Scient, 21:727, 1981) ; y polianhudridos (Leong y col., Biomaterials, 7:364, 1986).

En las patentes US 5.428.024, 5.352.715 y 5.204.382 se describen composiciones que contienen colageno que ha sido sometido a ruptura mecanica para modificar sus propiedades ffsicas. En general estas patentes se refieren a colagenos fibrilares e insolubles. En la patente US 4.803.075 se describe una composicion de colageno inyectable. En la patente US 5.516.532 se describe una composicion osea/carfflago inyectable. En la WO 96/39159 se describe una matriz de suministro basada en colageno que comprende partmulas secas con un tamano entre 5 pm y 850 pm, la cual puede estar suspendida en agua y con una densidad de carga superficial determinada. En la patente US 5.196.185 se describe una preparacion de colageno con un tamano de partmula de 1 pm a 50 pm util como pulverizador de aerosol para formar un aposito. Otras patentes que describen composiciones de colageno incluyen las US 5.672.336 y 5.356.614. En la WO 96/06883 se describe un hidrogel polimerico no erosionable que se puede reticular e inyectar mediante una jeringuilla.

La WO2006/005340 A describe una esponja hemostatica que comprende un material bioabsorbible y acido hialuronico o un derivado del mismo y que tienen un menor hinchamiento y mejores propiedades hemostaticas.

Las siguientes solicitudes pendientes, asignadas al cesionario de la presente solicitud, contienen materia relacionada: US 2008085316, presentada el 31 de julio de 1997; US 2004214770, presentada el 18 de junio de 1997; US 2002 193448, presentada el 27 de agosto de 1996; US Ser. n° 08/673,710, presentada el 19 de junio de 1996; US Ser. n° 60/011,898, presentada el 20 de febrero de 1996; US Ser. n° 60/006,321, presentada el 7 de noviembre de 1996; US Ser. n° 60/006,322, presentada el 7 de noviembre de 1996; US Ser. n° 60/006,324, presentada el 7 de noviembre de 1996; y US Ser. n° 08/481,712, presentada el 7 de junio de 1995. Existen diversos materiales adecuados para ser utilizados como bioadhesivos, para el aumento de tejidos, para la prevencion de adhesiones quirurgicas, para revestir superficies de implantes sinteticos, como matrices de suministro de farmacos, para aplicaciones oftalmicas y similares. Sin embargo, en muchos casos el tiempo de endurecimiento de estos materiales no es el optimo teniendo en cuenta que, para la cirugfa y otras aplicaciones medicas, con frecuencia es preferible un material de accion rapida. En otros casos, los materiales actualmente disponibles pueden presentar propiedades de hinchamiento que no son deseables en determinadas aplicaciones quirurgicas. Por consiguiente, existe la necesidad de un material de accion rapida para su uso, por ejemplo, como material sellante de tejidos en aplicaciones hemostaticas y/o de cierre de heridas. Tambien sena deseable disponer de materiales que presenten propiedades de hinchamiento mmimas.

BREVE SUMARIO DE LA INVENCION

La presente invencion proporciona composiciones que permiten la hemostasia u otra contencion de fluidos en un contexto in vivo tal como se menciona en las reivindicaciones. Las composiciones de la invencion comprenden un primer y un segundo componente reticulable y al menos un componente formador de hidrogel en una composicion adecuada para ser aplicada a un vertebrado con el fin de facilitar la contencion de fluidos. Las composiciones incluyen materiales de accion rapida para su uso, por ejemplo, como materiales sellantes de tejidos en aplicaciones hemostaticas y/o de cierre de heridas. Las composiciones presentan propiedades de hinchamiento mmimas.

El alcance de la invencion esta definido por las reivindicaciones. Cualquier referencia en la descripcion a metodos de tratamiento se refiere a los compuestos, composiciones farmaceuticas y medicamentos de la presente invencion para uso en un metodo para el tratamiento del cuerpo humano (o animal) mediante terapia (o para diagnostico).

En un primer aspecto, algunas realizaciones de la presente invencion proporcionan una composicion que incluye un primer componente reticulable, un segundo componente reticulable que se reticula con el primer componente reticulable, bajo condiciones que posibilitan la reaccion, y un componente formador de hidrogel. El primer y el segundo componente reticulable se reticulan para formar una matriz porosa que presenta intersticios y el componente formador de hidrogel es capaz de hidratarse para formar un hidrogel que rellena al menos algunos de los intersticios. En ciertos aspectos, el pH del componente formador de hidrogel puede afectar al tiempo de reaccion para formar una matriz barrera matriz de sellado. Por ejemplo, en algunas realizaciones, la composicion que incluye un componente formador de hidrogel con un pH de 6,75 proporciona un tiempo de reaccion mas lento que una composicion que incluye un componente formador de hidrogel con un pH de 9,5.

El primer componente reticulable puede incluir multiples grupos nucleofilos y el segundo componente reticulable puede incluir multiples grupos electrofilos. En algunos aspectos, el primer componente reticulable incluye un oxido de polialquileno multinucleofilo que tiene m grupos nucleofilos y el segundo componente reticulable incluye un oxido de polialquileno multielectrofilo que tiene n grupos electrofilos, donde m y n en cada caso son mayores que o iguales a dos y donde m+n es mayor o igual que cinco. En algunos aspectos, n es dos y m es mayor o igual a tres. El oxido de polialquileno multinucleofilo se puede activar de forma tetrafuncional. En algunos aspectos, m es dos y n es mayor o igual a tres. El oxido de polialquileno multielectrofilo se puede activar de forma tetrafuncional. En algunos casos, tanto el oxido de polialquileno multinucleofilo como el oxido de polialquileno multielectrofilo se activan de forma tetrafuncional. El oxido de polialquileno multinucleofilo puede incluir dos o mas grupos nucleofilos, por ejemplo NH2, -SH, -H, -PH2 y/o -CO-NH-NH2. En algunos casos, el oxido de polialquileno multinucleofilo incluye dos o mas grupos amino primarios. En algunos casos, el oxido de polialquileno multinucleofilo incluye dos o mas grupos tiol. El oxido de polialquileno multinucleofilo puede ser un polietilenglicol o un derivado del mismo. En algunos casos, el polietilenglicol incluye dos o mas grupos nucleofilos que pueden incluir un grupo amino primario y/o un grupo tiol. El oxido de polialquileno multielectrofilo puede incluir dos o mas grupos electrofilos tales como -CO2N(COCH2)2, -CO2H, -CHO, -CHOCH2, -N=C=O, -SO2CH=CH2, -N(COCH)2 y/o -S-S-(C5H4N). El oxido de polialquileno multielectrofilo puede incluir dos o mas grupos succinimidilo. El oxido de polialquileno multielectrofilo puede incluir dos o mas grupos maleimidilo. En algunos casos, el oxido de polialquileno multielectrofilo puede ser un polietilenglicol o un derivado del mismo.

En algunos aspectos, la composicion incluye un polisacarido o una protema. El polisacarido puede ser un glicosaminoglicano tal como acido hialuronico, quitina, sulfato de condroitina A, sulfato de condroitina B, sulfato de condroitina C, sulfato de queratina, queratosulfato, heparina o un derivado de estos. La protema puede ser colageno o un derivado del mismo. El oxido de polialquileno multinucleofilo o el oxido de polialquileno multielectrofilo o ambos, el oxido de polialquileno multinucleofilo y el oxido de polialquileno multielectrofilo, pueden incluir un grupo enlazante. En algunos casos, el oxido de polialquileno multinucleofilo puede representarse por la formula: polfmero-Q¹-Xm. El oxido de polialquileno multielectrofilo puede representarse por la formula: polfmero-Q²-Yn. X puede ser un grupo electrofilo e Y puede ser un grupo nucleofilo, m y n pueden tener en cada caso un valor de 2 a 4, m+n puede ser <5, y tanto Q¹como Q²pueden ser grupos enlazantes tales como -O-(CH2)n-, -S-, -(CH2V-, -NH-(CH2)n-, -O2C-NH-(CH2)n-, -O2C-(CH2)n-, -O2C-CR¹H y/u -O-R²-CO-NH. En algunos casos, n’ puede tener un valor de 1 a 10, R¹puede ser -H, -CH3 o -C2H5, R²puede ser -CH2- o -CO-NH-CH2CH2-, y Q¹y Q²pueden ser iguales o diferentes o no estar presentes. En algunos aspectos, Y puede ser -CO2N(COCH2)2 o -CO2N(COCH2)2. En algunos casos, el oxido de polialquileno multinucleofilo o el oxido de polialquileno multielectrofilo o ambos, el oxido de polialquileno multinucleofilo y el oxido de polialquileno multielectrofilo, incluyen adicionalmente un grupo biodegradable. El grupo biodegradable puede ser una lactida, glicolida, g-caprolactona, poli(a-hidroxiacido), poli(aminoacido) o un poli(anl'ndrido). En algunos aspectos, el componente formador de hidrogel es capaz de hidratarse para formar un hidrogel biocompatible fragmentado que incluye gelatina y absorbe agua cuando se suministra en un sitio diana de tejido humedo. El hidrogel puede incluir subunidades de tamanos entre aproximadamente 0,01 mm y aproximadamente 5 mm cuando esta completamente hidratado, siendo el hinchamiento de equilibrio de entre aproximadamente el 400% y aproximadamente el 5.000%. En algunos casos, el hidrogel tiene un tiempo de degradacion in vivo inferior a un ano. En algunos casos, el hidrogel esta al menos parcialmente hidratado en un medio acuoso e incluye un principio activo que puede comprender un agente coagulante tal como trombina.

Tambien se describe aqrn un metodo para suministrar un principio activo a un paciente. El metodo puede incluir la administracion a un sitio diana del paciente de una cantidad de una composicion tal como la aqrn descrita. El metodo puede incluir suministrar un agente sellante a un paciente. El metodo puede incluir la administracion a un sitio diana que sangra de una composicion tal como la aqrn descrita en una cantidad suficiente para inhibir la hemorragia. El metodo puede incluir suministrar trombina a un paciente. El metodo puede incluir la administracion a un sitio diana que sangra de una composicion tal como la aqrn descrita en una cantidad suficiente para inhibir la hemorragia.

En otro aspecto, realizaciones de la presente invencion incluyen una composicion que incluye un oxido de polialquileno multinucleofilo, un oxido de polialquileno multielectrofilo y un componente formador de hidrogel. El oxido de polialquileno multinucleofilo puede incluir ademas al menos un grupo amino primario y al menos un grupo tiol. El oxido de polialquileno multinucleofilo y el oxido de polialquileno multielectrofilo se pueden reticular de forma esencialmente inmediata bajo condiciones que posibilitan la reaccion. Algunas realizaciones incluyen composiciones donde el oxido de polialquileno multinucleofilo incluye dos o mas grupos tiol y el oxido de polialquileno multielectrofilo incluye dos o mas grupos electrofilos tales como grupos succinimidilo y/o grupos maleimidilo. Algunas realizaciones tambien incluyen composiciones donde el oxido de polialquileno multinucleofilo incluye dos o mas grupos nucleofilos tales como grupos amino primarios y/o grupos tiol. El oxido de polialquileno multielectrofilo puede incluir dos o mas grupos succinimidilo. En algunos casos, las realizaciones se refieren a composiciones que comprenden un primer polietilenglicol con dos o mas grupos tiol, un segundo polietilenglicol con dos o mas grupos succinimidilo o maleimidilo y un componente formador de hidrogel. La suma de los grupos tiol y succinimidilo o maleimido puede ser igual a cinco o mas, pudiendose reticular el primer polietilenglicol y el segundo polietilenglicol de forma esencialmente inmediata bajo condiciones que posibilitan la reaccion. En algunos casos, el primer polietilenglicol incluye cuatro grupos tiol y el segundo polietilenglicol incluye cuatro grupos succinimidilo. En algunos casos, la composicion incluye una protema o un polisacarido. El polisacarido puede ser un glicosaminoglicano tal como acido hialuronico, quitina, sulfato de condroitina A, sulfato de condroitina B, sulfato de condroitina C, sulfato de queratina, queratosulfato, heparina o un derivado de estos. La protema puede ser colageno o un derivado del mismo.

Tambien se describe aqrn un metodo para sellar un tracto tisular. El metodo puede incluir el rellenado al menos parcial de un tracto tisular con una composicion que incluye un primer componente reticulable, un segundo componente reticulable que se reticula con el primer componente reticulable bajo condiciones que posibilitan la reaccion y un componente formador de hidrogel. El primer y el segundo componente reticulable se pueden reticular para formar una matriz porosa que presenta intersticios y el componente formador de hidrogel es capaz de hidratarse para formar un hidrogel que rellena al menos algunos de los intersticios. En algunos casos, el hidrogel incluye subunidades con tamanos entre aproximadamente 0,05 mm y aproximadamente 5 mm cuando esta completamente hidratado y con un hinchamiento de equilibrio entre aproximadamente el 400% y aproximadamente el 1.300%, y que se degradan en el tracto tisular despues de un tiempo de aproximadamente 1 a aproximadamente 120 dfas. El primer componente reticulable incluye multiples grupos nucleofilos y el segundo polfmero comprende multiples grupos electrofilos.

Tambien se describe aqrn un metodo para inhibir el sangrado en un sitio diana del cuerpo de un paciente. El metodo puede incluir el suministro de una composicion al sitio diana en una cantidad suficiente para inhibir la hemorragia, incluyendo dicha composicion un primer componente reticulable, un segundo componente reticulable que se reticula con el primer componente reticulable bajo condiciones que posibilitan la reaccion y un componente formador de hidrogel. El primer y el segundo componente reticulable se pueden reticular para formar una matriz porosa que presenta intersticios y el componente formador de hidrogel es capaz de hidratarse para formar un hidrogel que rellena al menos algunos de los intersticios. El hidrogel puede incluir subunidades con tamanos entre 0,05 mm y 5 mm cuando esta completamente hidratado y con un hinchamiento de equilibrio entre el 400% y el 1.300%, y que se degradan en el tracto tisular despues de un tiempo de 1 a 120 dfas. El primer componente reticulable incluye multiples grupos nucleofilos y el segundo componente reticulable incluye multiples grupos electrofilos. Tambien se describe aqrn un metodo para suministrar una sustancia bioactiva a un sitio diana del cuerpo de un paciente. El metodo puede incluir el suministro de una composicion en combinacion con la sustancia bioactiva al sitio diana, incluyendo dicha composicion un primer componente reticulable, un segundo componente reticulable que se reticula con el primer componente reticulable bajo condiciones que posibilitan la reaccion y un componente formador de hidrogel. El primer y el segundo componente reticulable se pueden reticular para formar una matriz porosa que presenta intersticios y el componente formador de hidrogel es capaz de hidratarse para formar un hidrogel que rellena al menos algunos de los intersticios. El hidrogel puede incluir subunidades con tamanos entre 0,05 mm y 5 mm cuando esta completamente hidratado, con un hinchamiento de equilibrio entre el 400% y el 1.300% y que se puede degradar en el tracto tisular despues de un tiempo de 1 a 120 dfas. El primer componente reticulable incluye multiples grupos nucleofilos y el segundo componente reticulable incluye multiples grupos electrofilos. La sustancia bioactiva puede ser un agente hemostatico, por ejemplo trombina.

Tambien se describe aqrn un metodo para suministrar una composicion hinchable a un sitio diana de un tejido. El metodo puede incluir la aplicacion de la composicion al sitio diana, incluyendo dicha composicion un primer componente reticulable, un segundo componente reticulable que se reticula con el primer componente reticulable bajo condiciones que posibilitan la reaccion y un componente formador de hidrogel. El primer y el segundo componente reticulable se pueden reticular para formar una matriz porosa que presenta intersticios y el componente formador de hidrogel es capaz de hidratarse para formar un hidrogel que rellena al menos algunos de los intersticios. El hidrogel puede incluir subunidades con tamanos entre 0,05 mm y 5 mm cuando esta completamente hidratado y con un hinchamiento de equilibrio entre el 400% y el 1.300%, degradandose en el tracto tisular despues de un tiempo de 1 a 120 dfas. La composicion puede estar hidratada en una medida inferior a su hinchamiento de equilibrio cuando se aplica en el sitio diana, donde se hincha hasta el valor de equilibrio. El primer componente reticulable incluye multiples grupos nucleofilos y el segundo componente reticulable incluye multiples grupos electrofilos. En algunos aspectos, el sitio diana del tejido puede ser musculo, piel, tejido epitelial, musculo liso, esqueletico o cardfaco, tejido conjuntivo o de soporte, tejido nervioso, tejido oftalmico y de otros organos sensoriales, tejido vascular y cardfaco, organos y tejidos gastrointestinales, tejido pleural y otros tejidos pulmonares, rinon, glandulas endocrinas, organos reproductivos masculinos y femeninos, tejido adiposo, tugado, pancreas, linfa, cartflago, hueso, tejido oral y tejido mucosal, y bazo y otros organos abdominales. En algunos aspectos, el sitio diana incluye una region hueca dentro del tejido seleccionado, tal como un desprendimiento de tejido, un tracto tisular, un espacio intervertebral o una cavidad corporal. En algunos casos, el hidrogel tiene un grado de hidratacion entre el 50% y el 95% de la hidratacion correspondiente al hinchamiento de equilibrio. En algunos casos, el hidrogel incluye un plastificante tal como polietilenglicol, sorbitol o glicerol. El plastificante puede estar presente en una cantidad entre el 0,1% en peso y el 30% en peso de la composicion del componente de hidrogel. En algunos casos, el hidrogel incluye un hidrogel proteico reticulado. La protema puede incluir gelatina, colageno soluble, albumina, hemoglobina, fibrinogeno, fibrina, casema, fibronectina, elastina, queratina, laminina y derivados y combinaciones de las msimas. En algunos casos, el hidrogel incluye un polisacarico reticulado. El polisacarido puede incluir glicosaminoglicanos, derivados de almidon, derivados de celulosa, derivados de hemicelulosa, xilano, agarosa, alginato y quitosano y combinaciones de los mismos. En algunos casos, el hidrogel incluye un polfmero reticulado no biologico. El polfmero reticulado no biologico puede incluir poliacrilatos, polimetacrilatos, poliacrilamidas, resinas de polivinilo, polilactida-glicolidos, policaprolactonas, polioxietilenos y combinaciones de estos. En algunos casos, el hidrogel incluye al menos dos componentes seleccionados de entre un grupo que incluye protemas reticuladas, polisacaridos reticulados y polfmeros reticulados no biologicos. El hidrogel puede incluir un polfmero de hidrogel y un agente reticulante de hidrogel. El polfmero de hidrogel y el agente reticulante de hidrogel pueden haber reaccionado bajo condiciones que producen la reticulacion de las moleculas del polfmero de hidrogel. En algunos casos, el hidrogel incluye un polfmero de hidrogel reticulado molecular que ha sido producido mediante irradiacion del hidrogel bajo condiciones que producen la reticulacion de las moleculas del polfmero de hidrogel. En algunos casos, el hidrogel incluye un hidrogel reticulado molecular que ha sido producido mediante la reaccion de monomeros de hidrogel monoinsaturados y poliinsaturados bajo condiciones que producen la reticulacion de las moleculas del polfmero de hidrogel.

Tambien se describe aqrn un metodo para formar una matriz polimerica sintetica tridimensional. El metodo incluye proporcionar un primer componente reticulable que contiene m grupos nucleofilos y un segundo componente reticulable que contiene n grupos electrofilos. Los grupos electrofilos reaccionan con los grupos nucleofilos para formar enlaces covalentes con los mismos, siendo m y n en cada caso mayores o iguales a dos y siendo m+n mayor o igual a cinco. El metodo tambien incluye combinar el primer componente reticulable y el segundo componente reticulable, anadir un componente formador de hidrogel a los componentes reticulables primero y segundo y dejar que los componentes reticulables primero y segundo se reticulen entre sf para formar una matriz tridimensional. El metodo tambien puede incluir poner en contacto una primera superficie de tejido y una segunda superficie con el primer componente reticulable, el segundo componente reticulable y el componente formador de hidrogel. En algunos casos, la segunda superficie es una superficie de tejido nativo. En algunos casos, la segunda superficie es una superficie de tejido no nativo, por ejemplo un implante sintetico. El implante sintetico puede ser una cornea de un donante, un vaso sangumeo artificial, una valvula cardfaca, un organo artificial, una protesis de union, una lentfcula implantable, un injerto vascular, un stent, una combinacion stent/injerto. En algunos casos, el primer componente reticulable, el segundo componente reticulable y el componente formador de gel se aplican en cada caso en forma de polvo en la primera superficie de tejido. En algunos casos, el primer componente reticulable, el segundo componente reticulable y el componente formador de gel se aplican en cada caso en forma de polvo como una formulacion de polvo mixto combinado simple en la primera superficie de tejido. La formulacion en polvo mixto puede incluir una proterna y/o un polisacarido. La primera superficie de tejido puede estar situada sobre o dentro de un tejido duro o blando. La primera superficie de tejido puede incluir, rodear o ser adyacente a un punto quirurgico. El metodo tambien puede incluir el cierre del punto quirurgico. En algunos casos, la formulacion en polvo mixto incluye colageno. En algunos casos, la formulacion en polvo mixto incluye un agente biologicamente activo. En algunos aspectos, las realizaciones de la presente invencion se refieren a una composicion en polvo mixto que comprende un primer componente reticulable en polvo con multiples grupos nucleofilos, un segundo componente reticulable en polvo con multiples grupos electrofilos y un componente formador de hidrogel en polvo. El primer y el segundo componente reticulable se pueden reticular de forma esencialmente inmediata bajo condiciones que posibilitan la reaccion.

En un aspecto relacionado, el primer componente reticulable anadido al segundo componente reticulable proporciona una composicion de componentes reticulables combinados. El primer componente reticulable puede estar presente en una concentracion entre aproximadamente el 0,5 y aproximadamente el 20 por ciento en peso de la composicion de componentes reticulables combinados. En algunos casos, el segundo componente reticulable puede estar presente en una concentracion entre aproximadamente el 0,5 y aproximadamente el 20 por ciento en peso de la composicion de componentes reticulables combinados. La relacion en peso entre el primer componente reticulable y el segundo componente reticulable puede oscilar entre aproximadamente el 45% y aproximadamente el 55%. Similarmente, la relacion en peso entre el primer componente reticulable y el segundo componente reticulable puede ser de aproximadamente el 50%. En algunos casos, la relacion en peso entre el primer y segundo componente reticulable y el componente formador de hidrogel puede oscilar entre el 28% y el 42% p/p. Similarmente, la relacion en peso entre el primer y el segundo componente reticulable y el componente formador de hidrogel puede oscilar entre el 20% y el 30% p/p. En algunos aspectos, el primer componente reticulable puede estar presente en una concentracion entre el 0,5 y el 20 por ciento en peso de la composicion de componentes reticulables combinados. Similarmente, el segundo componente reticulable puede estar presente en una concentracion entre el 0,5 y el 20 por ciento en peso de la composicion de componentes reticulables combinados. La relacion en peso entre el primer componente reticulable y el segundo componente reticulable puede oscilar entre el 45% y el 55%. Similarmente, la relacion en peso entre el primer componente reticulable y el segundo componente reticulable puede ser de aproximadamente el 50%.

La presente invencion tambien proporciona un kit que comprende un recipiente y una composicion en polvo mixta dispuesta en su interior de acuerdo con la reivindicacion 13. La composicion incluye un primer componente reticulable con multiples grupos nucleofilos y un segundo componente reticulable con multiples grupos electrofilos. El primer componente reticulable y el segundo componente reticulable estan en forma de polvo. El kit tambien incluye un componente formador de hidrogel en polvo. El primer y el segundo componente reticulable se pueden reticular de forma esencialmente inmediata bajo condiciones que posibilitan la reaccion. En algunos casos, el recipiente incluye un cuerpo de jeringuilla y un embolo de jeringuilla. Un kit tambien puede incluir instrucciones escritas para la aplicacion de la composicion en polvo mixta en un sitio diana que sangra de un paciente. En algunos casos, el polvo mixto incluye un principio activo. El principio activo puede incluir trombina. La invencion tambien proporciona una esponja de colageno y una composicion en polvo mixta fijada a la superficie de la esponja segun la reivindicacion 14. La composicion incluye un primer componente reticulable con multiples grupos nucleofilos y un segundo componente reticulable con multiples grupos electrofilos. El primer componente reticulable y el segundo componente reticulable estan en forma de polvo. El kit tambien incluye un componente formador de hidrogel en polvo. El primer y el segundo componente reticulable se pueden reticular de forma esencialmente inmediata bajo condiciones que posibilitan la reaccion.

Para una mayor comprension de la naturaleza y las ventajas de la presente invencion, vease la siguiente descripcion detallada junto con las figuras adjuntas.

BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS

FIG. 1: ilustra un primer componente reticulable de acuerdo con algunas realizaciones de la presente invencion.

FIG ;2: ilustra un segundo componente reticulable de acuerdo con algunas realizaciones de la presente invencion.

FIG. 3: muestra la formacion de una composicion de matriz reticulada a partir de un polfmero hidrofilo de acuerdo con algunas realizaciones de la presente invencion.

FIG. 4: muestra la formacion de una composicion de matriz reticulada a partir de un polfmero hidrofobo de acuerdo con algunas realizaciones de la presente invencion.

FIG. 5: ilustra una subunidad del componente formador de hidrogel de acuerdo con algunas realizaciones de la presente invencion.

FIG. 6: ilustra la correlacion entre el porcentaje de hinchamiento y el porcentaje de solidos de un gel polimerico reticulado fragmentado util como componente formador de hidrogel en una composicion sellante de acuerdo con algunas realizaciones de la presente invencion.

FIG. 7A-E: ilustran la aplicacion de una composicion de matriz sellante para tratar una puncion arterial esplenica. FIG. 8A-E: ilustran la aplicacion de una composicion de matriz sellante.

FIG. 9: ilustra el procesamiento y envasado de una composicion de matriz sellante de acuerdo con algunas realizaciones de la presente invencion.

FIG. 10: ilustra el procesamiento y envasado de una composicion de matriz sellante de acuerdo con algunas realizaciones de la presente invencion.

FIG. 11: ilustra el efecto de la concentracion de PEG en la resistencia del gel, de acuerdo con algunas realizaciones de la presente invencion.

FIG. 12: ilustra el efecto de la concentracion de PEG en la proporcion de hinchamiento de acuerdo con algunas realizaciones de la presente invencion.

FIG. 13: ilustra el efecto de la concentracion de PEG en la proporcion de hinchamiento de acuerdo con algunas realizaciones de la presente invencion.

FIG. 14: ilustra el efecto de la concentracion de PEG en la proporcion de hinchamiento de acuerdo con algunas realizaciones de la presente invencion.

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION

La presente invencion proporciona composiciones de matriz sellante secas para la hemostasia u otra contencion de fluidos en un contexto in vivo de acuerdo con la reivindicacion 1, un kit de acuerdo con la reivindicacion 13 y una esponja de colageno segun la reivindicacion 14. Las composiciones de algunas realizaciones de la invencion comprenden un primer y un segundo componente reticulable y al menos un componente formador de hidrogel en una composicion seca adecuada para ser aplicada a un tejido de un vertebrado con el fin de facilitar la contencion de fluidos. El primer y el segundo componente de las composiciones de la invencion reaccionan bajo condiciones in vivo para formar una matriz reticulada, mientras que el componente formador de hidrogel absorbe rapidamente el fluido biologico que sale por la brecha del tejido y tambien refuerza como barrera la matriz sellante ffsica resultante formada cuando se reticulan el primer y el segundo componente. Tal como se describe en esta solicitud, el concepto “composiciones de matriz sellante” se refiere a composiciones de la invencion antes de su aplicacion en el sitio del tejido in vivo y el concepto “barrera matriz sellante” se refiere a la barrera de la matriz resultante despues de que las composiciones de la invencion entren en contacto con los fluidos biologicos y el primer y el segundo componente se reticulen formando una matriz reticulada porosa que contiene el hidrogel. Las composiciones de matriz sellantes se pueden producir en diversos formatos, incluyendo polvos, tortas, compresas y similares. Las realizaciones en forma de torta incluyen muestras de polvo de composicion de la matriz sellante que han sido calentadas o cocidas para formar un cuerpo agregado. Las realizaciones en forma de compresa incluyen muestras de polvo de composicion de la matriz sellante que han sido dispuestas sobre una esponja, tal como una esponja de colageno u otro soporte, que despues se cuece para crear un polvo solidificado fundido con la esponja o soporte.

Aunque la presente invencion se puede utilizar para contener fluidos biologicos no sangumeos (por ejemplo fluido linfatico o espinal), la matriz sellante formada por la composicion de algunas realizaciones de la presente invencion tambien se puede denominar “matriz hemostatica”, ya que este es un principal uso aqu descrito.

Ademas de proporcionar una hemostasia rapida y una barrera de alta adherencia a los tejidos circundantes, la matriz sellante de algunas realizaciones de la presente invencion tiene diversas ventajas sobre otros materiales utilizados para lograr la hemostasia previamente descritos. En primer lugar, la matriz sellante de algunas realizaciones de la presente invencion se pueden utilizar bajo condiciones en las que la brecha del tejido esta bastante humeda (por ejemplo en hemorragias arteriales donde la sangre sale rapidamente o a chorros, como traumatismos abrasivo o cortes o incisiones de organos internos). En comparacion, muchas de las composiciones comercializadas actualmente para la hemostasia requieren un sitio relativamente seco para lograr la apropiada adherencia de la composicion y mantener la hemostasia. Por ejemplo, en algunos casos se pueden disponer determinadas mezclas de PEG en un sitio que sangra rapidamente. Sin embargo, es probable que estas sean arrastradas por la sangre. Similarmente, en algunos casos determinadas composiciones de gelatina se podnan hidratar en un sitio que sangra rapidamente, pero probablemente es diffcil que estas permanezcan en el sitio. Ventajosamente se ha descubierto que algunas preparaciones que incluyen un primer componente reticulable, un segundo componente reticulable y un componente formador de hidrogel pueden proporcionar un material que, bajo condiciones que posibilitan la reaccion, permanece inmovilizado incluso en caso de hemorragia considerable, formando un material tipo coagulo mecanicamente estable para restanar la hemorragia. En segundo lugar, la matriz sellante de algunas realizaciones de la presente invencion actua obturando ffsicamente la brecha del tejido, sin depender de la capacidad de coagulacion endogena del vertebrado. Por consiguiente, la matriz sellante se puede utilizar en vertebrados con baja concentracion de fibrinogeno en sangre o incluso con sustitutivos de sangre que no contienen fibrinogeno. Por ejemplo, cuando el primer y el segundo componente reticulable se combinan con un componente formador de hidrogel y se aplican a una superficie que sangra, se puede producir una interaccion sinergica entre los componentes reticulables y el componente formador de hidrogel. De acuerdo con algunas realizaciones, el primer y el segundo componente reticulable pueden reaccionar en presencia del componente formador de hidrogel y reticularse en el sitio diana que sangra para formar una estructura relativamente ngida. En relacion con esto, el componente formador de hidrogel se puede introducir en la estructura relativamente ngida e intervenir en la formacion de un sello ffsico.

De acuerdo con algunas realizaciones de la presente invencion, se pueden preparar composiciones de matriz sellantes mezclando un primer componente reticulable con un segundo componente reticulable y un componente formador de hidrogel bajo condiciones en las que el primer y el segundo componente no se reticulan (es decir, ausencia de humedad, pH, temperatura, etc. apropiados). Al entrar en contacto con el fluido biologico, o en otras condiciones que posibilitan la reaccion, el primer y el segundo componente se reticulan para formar una matriz porosa que presenta intersticios, hidratandose el componente formador de hidrogel para formar un hidrogel que rellena al menos algunos de los intersticios. Opcionalmente, los componentes reticulables tambien se pueden reticular con el componente formador de hidrogel y/o los tejidos circundantes.

I. Componentes reticulables de la matriz sellante

El primer componente reticulable contiene dos o mas grupos nucleofilos y el segundo componente reticulable contiene dos o mas grupos electrofilos que se pueden unir de forma covalente a los grupos nucleofilos del primer componente reticulable. El primer y el segundo componente se pueden reticular para formar una matriz porosa. En las patentes US 5.874.500, 6.166.130, 6.312.725, 6.328.229 y 6.458.889 se describen ejemplos de primeros y segundos componentes y matrices porosas.

Los componentes primeros y segundos se seleccionan tfpicamente de modo que no sean inmunogenos y, en consecuencia, no requieran ninguna “prueba cutanea” antes de comenzar el tratamiento. Ademas, estos componentes y el componente formador de hidrogel se pueden seleccionar de modo que se opongan al desdoblamiento enzimatico por metaloproteinasas de matriz (por ejemplo colagenasa) para proporcionar una mayor persistencia a largo plazo in vivo que las composiciones de colageno actualmente disponibles. Alternativamente, los primeros y segundos componentes y los componentes formadores de hidrogel se pueden seleccionar de modo que sean eliminados o reabsorbidos durante la curacion de la herida para evitar la formacion de tejido fibroso alrededor de la matriz sellante in vivo.

En una realizacion, el primer componente puede ser un polfmero sintetico que contiene multiples grupos nucleofilos (representado mas abajo como “X”) y que puede reaccionar con un segundo polfmero sintetico que contiene multiples grupos electrofilos (representado mas abajo como “Y”) produciendo una red polimerica unida de forma covalente, de la siguiente manera:

polfmero-Xm polfmero-Yn ^ polfmero-Z-polfmero

donde

m > 2, n > 2 y m n > 5;

X = -NH2, -SH, -OH, -PH2, -CO-NH-NH2, etc., y pueden ser iguales o diferentes;

Y = -CO2N(COCH2)2, -CO2H, -CHO, -CHOCH2, -N=C=O, SO2CH=CH2, -N(COCH)2), -S-S-(CsH4N), etc., y pueden ser iguales o diferentes; y

Z = un grupo funcional resultante de la union de un grupo nucleofilo (X) y un grupo electrofilo (Y).

Como se indica mas arriba, X e Y pueden ser iguales o diferentes, es decir, el primer componente puede tener dos grupos nucleofilos diferentes y/o el segundo componente puede tener dos grupos electrofilos diferentes. La FIG. 1 ilustra un ejemplo de un polfmero de primer componente o un primer componente reticulable. La FIG. 2 ilustra un ejemplo de un polfmero de segundo componente o un segundo componente reticulable.

El esqueleto polimerico de los componentes primero y segundo puede consistir en un oxido de alquileno, en particular oxido de etileno, oxido de propileno y mezclas de estos. Ejemplos de oxidos de alquileno difuncionales se pueden representar de la siguiente manera:

X-polfmero-X Y-polfmero-Y

donde X e Y tienen el significado arriba definido y el termino “poKmero” representa -(CH2CH2O)n - o -(CH(CH3)CH2O)n - o -(CH2CH2O)n -(CH(CH3)CH2O)n -.

El grupo funcional X o Y se acopla normalmente al esqueleto polimerico mediante un grupo enlazante (representado mas abajo como "Q"), muchos de los cuales son conocidos o posibles. Aunque los componentes de la invencion tienen dos o mas grupos funcionales, los ejemplos dados mas abajo solo muestran un grupo funcional y la reticulacion resultante para simplificar. Existen muchos modos de preparar los diversos polfmeros funcionalizados, algunos de los cuales se muestran mas abajo:

polfmero-Q1-X+ polfmero-Q2-Y ^ polfmero-Q1-Z-Q2-polfmero

donde

n = 1-10 en cada caso;

R¹= H, CH3, C2H5,..., CpH2p+i;

R²= CH2, CO-NH-CH2CH2.

Q¹y Q²pueden ser iguales o diferentes.

Por ejemplo, cuando Q²= OCH2CH2 (no hay Q¹en este caso), Y = -CO2N(COCH2)2 y X = -NH2, -SH u -OH, las reacciones resultantes y los grupos Z senan los siguientes:

polfmero-NH2 polfmero-OCH2CH2CO2-N(COCH2)2 ^-NH-OCH2CH2CO-poKmero (amida)

poKmero-SH poKmero-OCH2CH2CO2-N(COCH2)2 ^-S-O CH 2CH2CO-poKmero (tioester)

poKmero-OH poKmero-OCH2CH2CO2-N(COCH2)2 ^-O -O CH 2CH2CO-poKmero (ester)

Entre el poKmero y el grupo enlazante se puede insertar un grupo adicional, representado mas abajo como “D”, para aumentar la degradacion de la composicion polimerica reticulada in vivo, por ejemplo para su uso en aplicaciones de suministro de farmacos:

polfmero-D-Q-X polfmero-D-Q-Y ^ poKmero-D-Q-Z-Q-D-poUmero-

Algunos grupos “D” biodegradables utiles incluyen lactida, glicolida, g-caprolactona, poli(a-hidroxiacido), poli(aminoacidos), poli(anl"ndrido) y diversos di-o tripeptidos.

A. Primeros y segundos componentes de esqueleto polimerico

Tal como se indica mas arriba, para preparar las composiciones de la presente invencion resulta util disponer de un primer componente polimerico que contiene dos o mas grupos nucleofilos, tales como grupos amino primarios o tiol, y un segundo componente polimerico que contiene dos o mas grupos electrofilos que se pueden unir de forma covalente a los grupos nucleofilos del primer polfmero componente. Los polfmeros del primer y el segundo componente pueden ser sinteticos.

Tal como se utiliza en relacion con el primer y el segundo polfmero componente, el termino “polfmero” se refiere, entre otras cosas, a polialquilos; di-, tri-, oligo- y poliaminoacidos; y tri-, oligo- o polisacaridos.

Tal como se utiliza en relacion con el primer y el segundo polfmero componente, el concepto “polfmero sintetico” abarca polfmeros que no son naturales y que se producen por smtesis qmmica. Como tales, protemas naturales como colageno y polisacaridos naturales como acido hialuronico, se pueden excluir. Sf estan incluidos el colageno sintetico y el acido hialuronico sintetico y sus derivados. Los polfmeros sinteticos que contienen grupos nucleofilos o electrofilos incluyen “polfmeros sinteticos activados de forma multifuncional”. El concepto “activado de forma multifuncional” (o simplemente “activado”) se refiere a polfmeros sinteticos que tienen o que han sido modificados qmmicamente para tener, dos o mas grupos nucleofilos o electrofilos que pueden reaccionar entre sf (es decir, los grupos nucleofilos reaccionan con los grupos electrofilos) formando enlaces covalentes. Los diferentes tipos de polfmeros sinteticos activados de forma multifuncional incluyen poKmeros activados de forma difuncional, poUmeros activados de forma tetrafuncional y poKmeros ramificados en estrella.

Los polfmeros sinteticos activados de forma multifuncional a utilizar en la presente invencion contienen a menudo al menos dos o al menos tres grupos funcionales para formar una red reticulada tridimensional con polfmeros sinteticos que contienen multiples grupos nucleofilos (es decir, “polfmeros multinucleofilos”). Dicho de otro modo: tipicamente estan activados al menos de forma difuncional o estan activados de forma trifuncional o tetrafuncional. Si el primer polfmero sintetico es un polfmero sintetico activado de forma difuncional, el segundo polfmero sintetico contiene tfpicamente tres o mas grupos funcionales para obtener una red reticulada tridimensional. Tanto el primer como el segundo polfmero componente pueden contener al menos tres grupos funcionales.

B. PoKmero del primer componente

Los polfmeros del primer componente contienen multiples grupos nucleofilos y aqrn tambien se designan genericamente como “polfmeros multinucleofilos”. Para su uso en la presente invencion, los polfmeros multinucleofilos frecuentemente contienen al menos dos o al menos tres grupos nucleofilos. Si se utiliza un polfmero sintetico que solo contiene dos grupos nucleofilos, habitualmente se utilizara un polfmero sintetico que contenga tres o mas grupos electrofilos para obtener una red reticulada tridimensional.

Polfmeros multinucleofilos a utilizar en las composiciones y metodos de la presente invencion incluyen polfmeros sinteticos que contienen o que han sido modificados para contener multiples grupos nucleofilos tales como grupos amino primarios y grupos tiol. Estos polfmeros multinucleofilos pueden incluir: (i) polipeptidos sinteticos sintetizados para que contengan dos o mas grupos amino primarios o grupos tiol; y (ii) polietilenglicoles modificados para que contengan dos o mas grupos amino primarios o grupos tiol. En general, la reaccion de un grupo tiol con un grupo electrofilo tiende a producirse mas lentamente que la reaccion de un grupo amino primario con un grupo electrofilo.

Los polipeptidos multinucleofilos pueden ser polipeptidos sinteticos sintetizados para incorporar aminoacidos con grupos amino primarios (como lisina) y/o aminoacidos con grupos tiol (como cistema). Por ejemplo, el polfmero del primer componente puede ser dilisina, trilisina, tetralisina, pentalisina o una dicistema, tricistema, tetracistema, pentacistema,u oligopeptidos o polipeptidos que comprenden dos o mas lisinas o cistemas y otros aminoacidos (por ejemplo glicina, alanina), preferentemente aminoacidos no hidrofobos. Frecuentemente se utiliza poli(lisina), un polfmero producido sinteticamente del aminoacido lisina (145 MW). Se han preparado poli(lisinas) que tienen entre 6 y aproximadamente 4.000 grupos amino primarios, correspondientes a pesos moleculares de aproximadamente 870 a aproximadamente 580.000. Peninsula Laboratories, Inc. (Belmont, Calif.) comercializa poli(lisinas) de diversos pesos moleculares.

El polietilenglicol se puede modificar qmmicamente para que contenga multiples grupos amino primarios o grupos tiol de acuerdo con metodos descritos, por ejemplo en el capftulo 22 de Poly(ethylene Glycol) Chemistry: Biotechnical and Biomedical Applications, J. Milton Harris, ed., Plenum Press, N.Y. (1992). Los polietilenglicoles modificados para que contengan dos o mas grupos amino primarios se denominan aqrn “PEG multiamino”. Los polietilenglicoles modificados para que contengan dos o mas grupos tiol se denominan aqrn “PEG multitiol”. Tal como se utiliza aqrn, el termino “polietilenglicol(es)” incluye polietilenglicol(es) modificado(s) y/o derivado(s).

Existen diversas formas de PEG multiamino comerciales de Shearwater Polymers (Huntsville, Ala.) y de Texaco Chemical Company (Houston, Tex.) bajo el nombre “Jeffamine”. PEG multiamino utiles en la presente invencion incluyen diaminas (serie “D”) y triaminas (serie “T”) Jeffamine de Texaco, que contienen dos y tres grupos amino primarios por molecula, respectivamente.

Como polfmero sintetico de primer componente que contiene multiples grupos neutrofilos tambien se pueden utilizar poliaminas tales como etilendiamina (H2N-CH2CH2-NH2), tetrametilendiamina (H2N-(CH2)4-NH2), pentametilendiamina (cadaverina) (H2N-(CH2)5-NH2), hexametilendiamina (H2N-(CH2)6-NH2), bis(2-hidroxietil)amina (HN-(CH2CH2OH)2), bis(2-aminoetil)amina (HN-(CH2CH2NH2)2) y tris(2-aminoetil)amina (N-(CH2CH2NH2)3).

C. Polimero del segundo componente

Los polfmeros del segundo componente que contienen multiples grupos electrofilos tambien se denominan aqrn “polfmeros multielectrofilos”. Para su uso en la presente invencion, los polfmeros multielectrofilos habitualmente contienen al menos dos o al menos tres grupos electrofilos para formar una red reticulada tridimensional con polfmeros multinucleofilos.

Polfmeros multielectrofilos a utilizar en las composiciones de la invencion pueden ser polfmeros que contienen dos o mas grupos succinimidilo capaces de formar enlaces covalentes con grupos nucleofilos de otras moleculas. Los grupos succinimidilo son altamente reactivos con materiales que contienen grupos amino primarios (-NH2), tales como PEG multiamino, poli(lisina) o colageno. Los grupos succinimidilo son ligeramente menos reactivos con materiales que contienen grupos tiol (-SH), tales como PEG multitiol o polipeptidos sinteticos que contienen multiples residuos de cistema.

Tal como se utiliza aqm, el concepto “que contiene dos o mas grupos succinimidilo” se refiere tanto a poKmeros comerciales y que contienen dos o mas grupos succinimidilo como a polfmeros derivados qmmicamente para que contengan dos o mas grupos succinimidilo. Tal como se utiliza aqm, el concepto “grupo succinimidilo” abarca grupos sulfosuccinimidilo y otras variaciones de este tipo del grupo succinimidilo “generico”. La presencia de la fraccion de sulfito de sodio en el grupo sulfosuccinimidilo sirve para aumentar la solubilidad del polfmero.

D. Polimeros hidrofilos a utilizar como esqueletos del primer o el segundo componente

Algunos poUmeros hidrofilos, en particular diversos polietilenglicoles, se pueden utilizar en los esqueletos polimericos del primer y el segundo componente de acuerdo con algunas realizaciones de la presente invencion. Tal como se utiliza aqm, el concepto “PEG” abarca polfmeros que tienen la estructura repetitiva (OCH2CH2V

En la FIG. 3 se muestra una estructura de una forma de PEG activada de forma tetrafuncional, ya que es un producto de reaccion generalizado obtenido mediante la reaccion de un PEG activado de forma tetrafuncional con un PEG multiamino. Tal como muestra la figura, el grupo succinimidilo es una estructura anular de cinco miembros representada como -N(COCH2)2. En la FIG. 3, el sfmbolo AAA indica un enlace abierto.

Algunas realizaciones incluyen la reaccion de glutarato de succinimidilo PEG activado de forma tetrafuncional, designado aqm como SG-PEG, con p Eg multiamino, y el producto de reaccion asf obtenido. Otra forma activada de PEG se designa como propionato de succinimidilo PEG (SE-PEG). Algunas realizaciones incluyen SE-PEG activados de forma tetrafuncional y el producto obtenido mediante la reaccion de estos con PEG multiamino. En algunas realizaciones existen tres grupos CH2 que se repiten a cada lado del PEG. Otras realizaciones comprenden un conjugado que incluye un enlace “eter”, que es menos propenso a la hidrolisis. Este conjugado es distinto del mostrado en la FIG. 3, donde esta previsto un enlace ester. El enlace ester es propenso a la hidrolisis bajo condiciones fisiologicas. Las realizaciones de la presente invencion contemplan otras formas de polietilenglicol activadas funcionalmente, por ejemplo conjugados formados por la reaccion de PEG activados de forma tetrafuncional con un PEG multiamino. En algunas realizaciones, el conjugado incluye tanto un enlace eter como un enlace amida. Estos enlaces son estables bajo condiciones fisiologicas.

Otra forma de PEG activada funcionalmente se designa como succinimidil succinamida PEG (SSA-PEG). Algunas realizaciones incluyen la forma tetrafuncionalmente activada de este compuesto y el producto obtenido sometiendo esta con PEG multiamino. Estos y otros compuestos relacionados pueden ser tambien utilizados en las composiciones de acuerdo con realizaciones de la invencion. Algunas realizaciones tambien comprenden un conjugado que incluye un enlace “amida” que, como el enlace eter anteriormente descrito, es menos propenso a la hidrolisis y, en consecuencia, es mas estable que un enlace eter. Otra forma activada de PEG esta prevista en una realizacion de un compuesto designado como carbonato de succinimidilo PEG (SC-PEG). Algunas realizaciones incluyen SC-PEG activado de forma tetrafuncional y el conjugado formado sometiendo este a reaccion con PEG multiamino.

Tal como se describe mas arriba, los derivados de polietilenglicol activados a utilizar en realizaciones de la invencion pueden contener grupos succinimidilo como grupos reactivos. No obstante, tambien se pueden unir diferentes grupos de activacion en lugares a lo largo de la molecula de PEG. Por ejemplo, el PEG se puede derivar para formar propionaldetndo de PEG activado funcionalmente (A-PEG). Algunas realizaciones comprenden la forma tetrafuncionalmente activada y el conjugado formado por la reaccion de un A-PEG con PEG multiamino. El enlace se puede designar como enlace -(CH2)m-NH, siendo m = 1-10.

Otra forma mas de polietilenglicol activado es el glicidil eter PEG activado funcionalmente (E-PEG). Algunas realizaciones comprenden el compuesto activado de forma tetrafuncional y tambien el conjugado formado por la reaccion de este con PEG multiamino. Otro derivado de polietilenglicol activado es el isocianato PEG activado funcionalmente (I-PEG). Algunas realizaciones incluyen el conjugado formado sometiendo a reaccion dicho derivado con PEG multiamino. Otro derivado de polietilenglicol activado es la vinilsulfona PEG activada funcionalmente (V-PEG). Algunas realizaciones incluyen el conjugado formado sometiendo a reaccion dicho derivado con PEG multiamino.

Polietilenglicoles activados de forma multifuncional a utilizar en las composiciones y otras realizaciones de la presente invencion pueden incluir polietilenglicoles que contienen grupos succinimidilo, tal como SG-PEG y SE-PEG, que pueden estar en forma activada de modo trifuncional o tetrafuncional. Muchas de las formas de polietilenglicol activadas arriba descritas son ahora comerciales, de Shearwater Polymers, Huntsville, Ala., y Union Carbide, South Charleston, W.Va.

E. Derivacion de los polimeros del primer y el segundo componente para que contengan grupos funcionales

Determinados polfmeros, tales como los poliacidos, se pueden derivar para que contengan dos o mas grupos funcionales tales como grupos succinimidilo. Los poliacidos a utilizar en la presente invencion incluyen, sin limitacion, acido tricarboxflico basado en trimetilolpropano, acido tetracarboxflico basado en di(trimetilolpropano), acido heptanoico, acido octanodioico (acido suberico) y acido hexadecanodioico (acido tapsico). Muchos de estos poliacidos estan comercialmente disponibles de DuPont Chemical Company.

De acuerdo con un metodo general, los poliacidos se pueden derivar qmmicamente para que contengan dos o mas grupos succinimidilo por reaccion con una cantidad molar apropiada de N-hidroxisuccinimida (NHS) en presencia de N,N’-diciclohexilcarbodiimida (DCC).

Polialcoholes tales como trimetilolpropano y di(trimetilolpropano) se pueden convertir en formas de acido carbox^lico utilizando diversos metodos y despues se pueden derivar adicionalmente por reaccion con NHS en presencia de DCC para producir polfmeros activados de forma trifuncional y tetrafuncional, respectivamente, tal como se describe en la solicitud US Ser. No. 08/403.358. Poliacidos tales como el acido heptanodioico (HOOC-(CH2)2-COOH), acido octanodioico (HOOC-(CH2)2-COOH) y acido hexadecanodioico (HOOC-(CH2)i4-COOH) se derivan mediante la adicion de grupos succinimidilo para producir polfmeros activados de forma difuncional.

Poliaminas tales como etilendiamina (H2N-CH2CH2-NH2), tetrametilendiamina (H2N-(CH2)4-NH2), pentametilendiamina (cadaverina) (H2N-(CH2)5-NH2), hexametilendiamina (H2N-(CH2)6-NH2), bis(2-hidroxietil)amina (HN-(CH2CH2OH)2), bis(2-aminoetil)amina (HN-(CH2CH2NH2)2) y tris(2-aminoetil)amina (N-(CH2CH2NH2)3) se pueden derivar qmmicamente para obtener poliacidos, los cuales despues se pueden derivar para que contengan dos o mas grupos succinimidilo por reaccion de cantidades molares apropiadas de N-hidroxisuccinimida en presencia de DCC, tal como se describe en la solicitud US N° 08/403.358. Muchas de estas poliaminas son comerciales, disponibles de DuPont Chemical Company.

En algunas realizaciones, el primer componente reticulable (por ejemplo PEG multiamino) esta presente en una concentracion entre el 0,5 y el 20 por ciento en peso de la composicion de componente reticulable total y el segundo componente reticulable esta presente en una concentracion entre el 0,5 y el 20 por ciento en peso de la composicion de componente reticulable total. Por ejemplo, una composicion de componente reticulable final que tiene un peso total de 1 gramo (1.000 miligramos) podna contener entre aproximadamente un 5 y aproximadamente 200 miligramos del primer componente reticulable (por ejemplo PEG multiamino) y entre 5 y 200 miligramos del segundo componente reticulable.

En algunas realizaciones, la proporcion en peso entre el primer componente reticulable y el segundo componente reticulable oscila entre el 20% y el 80%. En realizaciones relacionadas, dicha proporcion oscila entre el 45% y el 55%. En algunos casos, la proporcion es de aproximadamente el 50%. La proporcion en peso se determina en base a un ensayo de resistencia del gel. El primer componente reticulable y el segundo componente reticulable pueden tener el mismo peso molecular.

II. Componentes formadores de hidrogel a utilizar en la composicion de matriz sellante

Los componentes formadores de hidrogel a utilizar de acuerdo con la presente invencion pueden incluir hidrogeles y geles reticulados moleculares biocompatibles reabsorbibles tal como los descritos en las patentes US 4.640.834, 5.209.776, 5.292.362, 5.714.370, 6.063.061 y 6.066.325. Algunos materiales producidos mediante las tecnicas descritas en dichas patentes estan comercialmente disponibles bajo la marca FLOSEAL, de Baxter Healthcare Corporation, en un kit para mezcla con una solucion de trombina para su uso como agentes hemostaticos. Alternativamente, en la invencion se puede utilizar cualquier polfmero reticulado hidratable como componente formador de hidrogel. Por ejemplo, se pueden utilizar alginatos, agarosas, gelatinas (por ejemplo polvo SURGIFOAMtm) u otros polfmeros reticulados hidratables sinteticos basados en carbohidratos o protemas. Las caractensticas principales de los componentes formadores de hidrogel utiles son la biocompatibilidad, la rapida absorcion y la retencion de fluidos. Por consiguiente, aunque en la invencion se puede utilizar poliacrilamida como componente formador de hidrogel, esta sena menos preferente debido a su baja biocompatibilidad en muchas aplicaciones internas. Con frecuencia, los polfmeros reticulados hidratables a utilizar como componente formador de hidrogel tienen un tamano de partfcula de 70 a 300 micras y un pH de 6,8 a 9,5. Los componentes formadores de hidrogel pueden proporcionar estabilidad mecanica al primer y el segundo componente reticulable, en particular cuando la matriz sellante se ve sometida a fuerzas, presiones o diluciones.

En algunas realizaciones, la proporcion en peso entre el primer y el segundo componente reticulable y el componente formador de hidrogel oscila entre el 28% y el 42% p/p. En algunos casos, la composicion puede contener una concentracion del primer y el segundo componente reticulable combinados que constituye del 5% al 75% de la masa total de la composicion y una concentracion del componente formador de hidrogel que constituye del 95% al 25% de la masa total de la composicion. En relacion con esto, la composicion puede contener una concentracion del primer y el segundo componente reticulable combinados que constituye del 5% al 40% de la masa total de la composicion y una concentracion del componente formador de hidrogel que constituye del 95% al 60% de la masa total de la composicion. Similarmente, la composicion puede contener una concentracion del primer y el segundo componente reticulable combinados que constituye del 10% al 30% de la masa total de la composicion y una concentracion del componente formador de hidrogel que constituye del 90% al 70% de la masa total de la composicion. Por ejemplo, una composicion puede contener aproximadamente un 20% del primer y el segundo componente reticulable combinados y aproximadamente un 80% de componente formador de hidrogel. En algunas realizaciones, la composicion del primer y el segundo componente reticulable combinados puede tener una proporcion en peso fija de 50:50% y la relacion en peso de la composicion del primer y el segundo componente reticulable combinados con respecto al componente formador de hidrogel puede oscilar entre el 20% y el 30%. La relacion p/p de la composicion del primer y el segundo componente reticulable combinados con respecto al componente formador de hidrogel se puede seleccionar en base a ensayos de resistencia/adherencia del gel.

El componente formador de hidrogel puede actuar como absorbente para proporcionar una superficie semiseca que permite la polimerizacion del primer y el segundo componente reticulable. Algunas realizaciones de la presente invencion comprenden kits de composicion de matriz sellante seca que incluye componentes reticulables y componentes formadores de gel en cantidades correspondientes a dichas proporciones.

De acuerdo con algunas realizaciones, el termino “biocompatible” se refiere a materiales que cumplen los criterios de la norma # ISO 10993-1 promulgada por la Organizacion Internacional de Normalizacion (NAMSA, Northwood, Ohio). De acuerdo con algunas realizaciones, el termino “reabsorbible” se refiere a composiciones que, cuando se disponen directamente en un sitio diana del cuerpo de un paciente (y no estan protegidos dentro de un dispositivo de implante tal como un implante de mama), se degradan o solubilizan en un penodo de tiempo inferior a un ano, normalmente de 1 a 120 dfas. Son conocidos metodos para medir la reabsorcion y la degradacion. De acuerdo con algunas realizaciones, el concepto “reticulado molecular” se refiere a materiales que incluyen moleculas polimericas (es decir, cadenas individuales) que estan unidas por puentes formados por un elemento, un grupo o un compuesto, estando unidos los atomos del esqueleto de las moleculas polimericas por enlaces qmmicos primarios. La reticulacion se puede realizar de diversos modos, tal como se describe mas abajo de forma mas detallada.

De acuerdo con algunas realizaciones, el termino “hidrogel” abarca composiciones que incluyen un coloide acuoso en fase simple donde un polfmero biologico o no biologico, tal como se define mas abajo de forma mas detallada, absorbe agua o un tampon acuoso. Un hidrogel puede comprender multiples subredes, consistiendo cada subred en un hidrogel reticulado molecular cuyas dimensiones dependen del grado de hidratacion y que estan dentro de los margenes arriba indicados. Con frecuencia, los hidrogeles contienen poca o nada de agua libre, es decir, el agua no se puede eliminar del hidrogel mediante filtracion simple.

El concepto “hinchamiento porcentual” se puede definir como el peso seco restado del peso humedo, dividido entre el peso seco y multiplicado por 100, midiendo el peso humedo despues de eliminar el agente humectante de la forma mas completa posible del exterior del material, por ejemplo por filtracion, y midiendo el peso seco despues de una exposicion a temperatura elevada durante un tiempo suficiente para evaporar el agente humectante, por ejemplo 2 horas a 120°C.

El concepto “hinchamiento de equilibrio” se puede definir como el hinchamiento porcentual en equilibrio despues de que el material polimerico reticulado hidratable se ha sumergido en un agente humectante durante un penodo de tiempo suficiente para que el contenido de agua sea constante, tfpicamente de 18 a 24 horas.

El “sitio diana” es tfpicamente el lugar al que suministra la composicion de matriz sellante, normalmente una brecha o defecto en tejido. Con frecuencia, el sitio diana sera el lugar de interes del tejido, pero en algunos casos la composicion de matriz sellante se puede administrar o disponer en un lugar cercano al lugar de interes, por ejemplo cuando el material se hincha in situ cubriendo el lugar de interes.

Los polfmeros reticulados hidratables a utilizar como componentes formadores de hidrogel en al menos algunas de las realizaciones de la presente invencion se pueden formar a partir de polfmeros biologicos y no biologicos. Polfmeros biologicos adecuados incluyen protemas como gelatina, colageno soluble, albumina, hemoglobina, casema, fibrinogeno, fibrina, fibronectina, elastina, queratina, laminina y derivados y combinaciones las mismas. El colageno no fibrilar soluble tambien es adecuado. Mas abajo se muestran ejemplos de formulaciones de gelatinas. Otros polfmeros biologicos adecuados incluyen polisacaridos como glicosaminoglicanos (por ejemplo acido hialuronico y sulfato de condroitina), derivados de almidon, xilano, derivados de celulosa, derivados de hemicelulosa, agarosa, alginato, quitosano y derivados y combinaciones de estos. Los polfmeros no biologicos adecuados se pueden seleccionar para que sean biodegradables mediante cualquiera de dos mecanismos, es decir, (1) descomponiendo el esqueleto polimerico, o (2) degradando cadenas laterales, lo que resulta en que son solubles en agua. Ejemplos de polfmeros no biologicos incluyen materiales sinteticos tales como poliacrilatos, polimetacrilatos, poliacrilamidas, resinas de polivinilo, polilactida-glicolidos, policaprolactonas, polioxietilenos y derivados y combinaciones de los mismos.

Las moleculas polimericas reticuladas hidratables a utilizar como componentes formadores de hidrogel se pueden reticular mediante cualquier metodo adecuado para formar un hidrogel acuoso. Por ejemplo, estas moleculas polimericas se pueden reticular utilizando agentes reticulantes bi- o polifuncionales que se unen de forma covalente a dos o mas cadenas de moleculas polimericas. Ejemplos de agentes reticulantes bifuncionales incluyen aldehfdos, epoxis, succinimidas, carbodiimidas, maleimidas, azidas, carbonatos, isocianatos, divinilsulfona, alcoholes, aminas, imidatos, anhfdridos, haluros, silanos, diazoacetatos, aziridinas y similares. Alternativamente, la reticulacion se puede lograr utilizando oxidantes y otros agentes, como peryodatos, que activan cadenas laterales o fracciones polimericas de modo que estas pueden reaccionar con otras cadenas laterales o fracciones para formar los enlaces de reticulacion. Otro metodo de reticulacion consiste en exponer los polfmeros a radiacion, por ejemplo radiacion gamma, para activar el polfmero lateral con el fin de posibilitar las reacciones de reticulacion. Tambien son adecuados los metodos de reticulacion deshidrotermica. La reticulacion deshidrotermica de gelatina se puede lograr manteniendo esta a una temperatura elevada, tfpicamente a 120°C, durante un penodo de al menos 8 horas. La amplitud de la reticulacion se puede incrementar (lo que se manifiesta en una disminucion del hinchamiento porcentual en equilibrio) elevando la temperatura, prolongando el tiempo de mantenimiento de dicha temperatura o combinando ambos metodos. Si se trabaja a presion reducida, se puede acelerar la reaccion de reticulacion. Mas abajo se describen metodos preferentes para reticular moleculas de gelatina.

Los hidrogeles pueden incluir un plastificante para aumentar la maleabilidad, la flexibilidad y la tasa de degradacion del hidrogel. El plastificante puede ser un alcohol tal como polietilenglicol, sorbitol o glicerol. Con frecuencia, el plastificante sera un polietilenglicol con un peso molecular entre 200 y 1.000 D o con un peso molecular de aproximadamente 400 D. Los plastificantes pueden estar presentes en el hidrogel en una cantidad entre el 0,1% en peso y el 30% en peso, preferentemente entre el 1% en peso y el 5% en peso de la composicion polimerica. Los plastificantes pueden ser particularmente beneficiosos cuando se utilizan con hidrogeles de alto contenido en solidos, tfpicamente por encima del 10% en peso de la composicion (sin plastificante).

A continuacion se describen metodos ilustrativos para producir gelatinas reticuladas moleculares. Se obtiene gelatina y se dispone en un tampon acuoso para formar un gel no reticulado, tfpicamente con un contenido en solidos del 1% al 70% en peso o del 3% al 10% en peso. La gelatina se reticula, tfpicamente mediante exposicion a glutaraldehfdo (por ejemplo del 0,01% al 0,05% p/p, durante una noche a temperatura de 0°C a 15°C en tampon acuoso), peryodato de sodio (por ejemplo 0,05M, mantenido a una temperatura de 0°C a 8°C durante 48 horas) o 1-etil-3-(3-dimetilaminopropil)carbodiimida (“EDC”) (por ejemplo, del 0,5% al 1,5% p/p, durante una noche a temperatura ambiente) o mediante exposicion a aproximadamente 0,3 - 3 megarad de radiacion gamma o haz electronico. Alternativamente se pueden suspender partfculas de gelatina en un alcohol, tal como metanol o etanol, en un contenido de solidos del 1% al 70% en peso o del 3% al 10% en peso, y reticular mediante exposicion a un agente reticulante, tipicamente glutaraldehfdo (por ejemplo del 0,01% al 0,1% p/p, durante una noche a temperatura ambiente). En el caso de los aldehfdos, el pH se mantiene tfpicamente en un valor entre aproximadamente 6 y aproximadamente 11 o entre 7 y 10. Cuando se reticula con giutaraldehfdo, la reticulacion se consigue a traves de bases de Schiff que se pueden estabilizar por reduccion subsiguiente, por ejemplo por tratamiento con borohidruro de sodio. Despues de la reticulacion, los granulos resultantes se pueden lavar con agua y opcionalmente enjuagar en un alcohol, secar y resuspender hasta el grado de hidratacion deseado en un medio acuoso que tiene un tampon y un valor pH deseados. Los hidrogeles resultantes se pueden cargar despues en los dispositivos de aplicacion de la presente invencion, tal como se describe mas abajo de forma mas detallada. Alternativamente, los hidrogeles se pueden romper mecanicamente antes o despues de la reticulacion, tambien tal como se describe mas abajo de forma mas detallada.

A continuacion se describen ejemplos de metodos para producir composiciones de gelatina reticulada molecular que presentan hinchamientos porcentuales de equilibrio entre el 400% y el 1.300% o entre el 600% y el 950%. Se obtiene gelatina y se dispone en un tampon acuoso (tfpicamente con un pH de 6 a 17 o entre 7 y 10) que contiene un agente reticulante en solucion (habitualmente glutaraldehfdo, tfpicamente a una concentracion del 0,01% al 0,1% p/p) para formar un gel que tfpicamente tiene un contenido en solidos entre el 1% y el 70% en peso, normalmente entre el 3% y el 10% en peso. El gel se mezcla bien y se mantiene durante una noche a una temperatura de 0°C a 15°C mientras se produce la reticulacion. Despues se enjuaga tres veces con agua desionizada, dos veces con un alcohol (preferentemente metanol, etanol o isopropanol) y se deja secar a temperatura ambiente. Opcionalmente, el gel se puede tratar con borohidruro de sodio para estabilizar adicionalmente la reticulacion. En algunos casos, el componente formador de hidrogel puede incluir una gelatina que tiene, por ejemplo, una gran cantidad de residuos glicina (por ejemplo 1 de 3 dispuestos cada tercer residuo), prolina y residuos 4-hidroxiprolina. La FIG. 5 muestra un ejemplo de una subunidad de gelatina. Algunas realizaciones de gelatina incluyen moleculas con la siguiente composicion de aminoacidos: glicina 21%, prolina 12%, hidroxiproplina 12%, acido glutamico 10%, alanina 9%, arginina 8%, acido aspartico 6%, lisina 4%, serina 4%, leucina 3%, valina 2%, fenilalanina 2%, treonina 2%, isoleucina 1%, hidroxilisina 1%, metionina e histidina <1% y tirosina <0,5%. La FIG.6 ilustra la correlacion entre el hinchamiento porcentual y el porcentaje de solidos de una realizacion de gel polimerico reticulado fragmentado util como componente formador de hidrogel en una composicion sellante.

Preferentemente, los hidrogeles reticulados moleculares se rompen mecanicamente en un proceso por lotes antes de ser utilizados como componente formador de hidrogel. El objetivo principal de este paso de ruptura mecanica es crear multiples subunidades de hidrogel con un tamano que aumenta la capacidad para rellenar y empaquetar el espacio donde son suministradas. Sin la ruptura mecanica, los hidrogeles reticulados moleculares tienen dificultad para rellenar y adaptarse a espacios diana con formas irregulares a tratar. Mediante la ruptura del hidrogel en subunidades de menor tamano, dichos espacios se pueden rellenar mucho mas eficazmente, manteniendo al mismo tiempo la integridad mecanica y la persistencia del hidrogel reticulado.

La reticulacion molecular de las cadenas polimericas del hidrogel se puede llevar a cabo antes o despues de su ruptura mecanica. Los hidrogeles se pueden someter a ruptura mecanica en operaciones por lotes, por ejemplo de mezclado, siempre que la composicion de hidrogel se rompa en subunidades con un tamano dentro del intervalo de 0,01 mm a 5,00 mm arriba indicado. Otros procesos de ruptura mecanica por lotes incluyen el bombeo a traves de una homogeneizadora o mezcladora o a traves de una bomba que comprime, estira o corta el hidrogel hasta un nivel que supera un lfmite elastico de rotura del hidrogel. En algunos casos, la extrusion de la composicion polimerica provoca que el hidrogel se transforme de una red esencialmente continua, es decir una red que se extiende en las dimensiones de la masa de hidrogel original, en un grupo de subredes o subunidades con dimensiones dentro de los intervalos arriba indicados.

En una realizacion actualmente preferente, el poKmero reticulado hidratable se puede preparar inicialmente (por ejemplo mediante secado por pulverizacion) y/o se puede romper mecanicamente antes de reticularlo, con frecuencia normalmente antes de la hidratacion para formar un hidrogel. El poUmero reticulado hidratable se puede suministrar en forma de un solido seco finamente dividido o en un polvo que se puede someter a una trituracion adicional para obtener partfculas del tamano deseado, normalmente limitado estrechamente dentro de un intervalo pequeno. Ademas se pueden llevar a cabo pasos de seleccion de tamano y modificacion, por ejemplo tamizado, clasificacion en ciclon, etc. En el caso de los ejemplos de materiales de gelatina descritos mas abajo, el tamano de partfcula seca oscila preferentemente entre 0,01 mm y 1,5 mm, de forma especialmente preferente entre 0,05 mm y 1,0 mm. En un ejemplo de distribucion granulometrica, mas de aproximadamente un 95% en peso de las partfculas tienen un tamano entre 0,05 y 0,7 mm. Como metodos para triturar el material polimerico inicial se incluyen homogeneizacion, pulverizacion, coacervacion, molienda, molienda por chorro y similares. Los materiales polimericos iniciales tambien se pueden formar mediante secado por pulverizacion. Ademas, la distribucion granulometrica se puede controlar y refinar mediante tecnicas convencionales, tales como tamizado, agregacion, molienda adicional y similares.

Despues, el solido en polvo seco se puede suspender en un tampon acuoso, tal como se describe en otro lugar de este documento, y reticularse. En otros casos, el polfmero reticulado hidratable se puede suspender en un tampon acuoso, reticular y despues secar. El polfmero seco reticulado se puede someter a ruptura y el material roto se puede suspender a continuacion en un tampon acuoso. En todos los casos, el material resultante consiste en un hidrogel reticulado que tiene subredes diferenciadas con las dimensiones arriba indicadas.

Tfpicamente, despues de la ruptura mecanica, los polfmeros reticulados hidratables utiles como componentes formadores de hidrogel seran reabsorbibles, es decir se biodegradaran en el cuerpo del paciente en un penodo de menos de un ano, normalmente de 1 a 120 dfas, preferentemente de 1 a 90 dfas y de forma especialmente preferente de 2 a 30 dfas desde su aplicacion inicial. Existen tecnicas conocidas para medir el tiempo necesario de reabsorcion.

III. Preparacion y utilizacion de un grupo de realizaciones de las composiciones de matriz sellantes: combinacion de matriz porosa y polimero reticulado hidratable

Las composiciones de acuerdo con la invencion comprenden un primer componente reticulable combinado con un segundo componente reticulable que se pueden reticular para formar una matriz porosa que presenta intersticios y que se combina con un polfmero reticulado hidratable que se puede hidratar para formar un gel que rellena al menos algunos de los intersticios. Se entendera que las composiciones de la presente invencion se pueden utilizar para diversas aplicaciones biomedicas, incluyendo cada una de las aplicaciones arriba descritas con referencia a la modificacion de (1) el primer y el segundo componente (es decir, la matriz porosa) y (2) el polfmero reticulado hidratable. Por ejemplo, estas composiciones pueden actuar como un material de sellado mecanico para detener o inhibir una hemorragia mediante la formacion rapida de una barrera ffsica para la sangre. Por consiguiente, algunas realizaciones de la presente invencion pueden dar resultado sin ningun efecto “hemostatico” directo (por ejemplo, efecto bioqmmico en la cascada de coagulacion; aportacion de iniciadores de coagulacion).

El componente formador de hidrogel puede servir como absorbente (por ejemplo para sangre y otros fluidos y tejidos). Al absorber la sangre, el componente formador de hidrogel puede asegurar el mantenimiento de una mayor concentracion del primer y el segundo componente reticulable en el sitio de tratamiento, y tambien puede asegurar la provision de una superficie semiseca para que el primer y el segundo componente reticulables se reticulen entre sf y con los tejidos circundantes. En algunas realizaciones, el primer y el segundo componente se pueden reticular al mismo tiempo que el componente formador de hidrogel absorbe sangre. Esta absorcion y reticulacion se pueden producir en cuestion de segundos y la barrera de matriz sellante resultante puede alcanzar plena resistencia en un plazo de 30 minutos a una hora.

En general, las composiciones de matriz sellante estan “secas”, aunque puede existir un cierto contenido mmimo de humedad, por ejemplo en el componente formador de hidrogel. En algunos casos es posible prehidratar parcialmente el polfmero reticulado hidratable antes de la aplicacion, aunque puede ser necesario hacerlo a un pH superior al pH fisiologico o bajo otras condiciones que impidan que el primer y el segundo componente se reticulen antes de la aplicacion en el sitio diana. Con frecuencia, las composiciones de matriz sellante estaran en forma de polvo o de torta fundida.

Las concentraciones del primer componente y el segundo componente utilizados para preparar las composiciones de matriz sellante pueden variar en funcion de una serie de factores, incluyendo el tipo y el peso molecular de los componentes reticulables particulares utilizados y el uso final deseado. En algunas realizaciones, la proporcion en peso entre el primer y el segundo componente y el componente formador de hidrogel oscila entre el 10 y el 50% p/p, 15-45% p/p, 20-42% p/p, 30-40% p/p y 28-42% p/p. En algunas realizaciones, los tamanos de partfcula del primer y el segundo polfmero pueden oscilar entre 50 y 90 micras. En algunas realizaciones, los tamanos de partfcula del polfmero reticulado hidratable pueden oscilar entre aproximadamente 250 y aproximadamente 400 micras.

En algunas realizaciones, el primer y el segundo componente se pueden suministrar en forma particulada o como polvo seco. En esta forma, el primer y el segundo componente se pueden mezclar entre sf y tambien se pueden mezclar con el componente formador de hidrogel, tambien en forma de partfculas o polvo seco. Los componentes se pueden mezclar por cualquier medio de mezcla mecanico, por ejemplo con cuchillas de molienda. La composicion de matriz sellante en polvo seco resultante se puede envasar en diversos recipientes, por ejemplo cajas de carton, sobres, tarros y similares. La mezcla y el envasado se pueden llevar a cabo bajo condiciones asepticas o la composicion de matriz sellante se puede esterilizar despues del envasado, por ejemplo con radiacion gamma. Despues, las realizaciones en polvo seco de la invencion estan listas para el uso. El primer y el segundo polfmero reticulable reaccionaran reticulandose bajo condiciones fisiologicas (por ejemplo a pH sangumeo) y, en consecuencia, la composicion de matriz sellante de tres componentes se puede aplicar directamente de forma seca en el sitio deseado para obturar un defecto de un tejido, siempre que haya suficiente fluido corporal hidratante presente. Por consiguiente, la composicion de matriz sellante en polvo se puede echar simplemente encima y dentro del sitio diana en el defecto del tejido y mantener en dicho lugar (por ejemplo con una compresa de gasa o un guante esteril) hasta que se forme la barrera de matriz sellante. Esto es particularmente util y conveniente en situaciones de emergencia (por ejemplo en una sala de emergencias o en un campo de batalla) en las que es deseable disponer de productos listos para el uso que puedan ser utilizados para heridas en tejidos de diferente tamano.

En otras realizaciones, el primer y el segundo componente y el componente formador de hidrogel se pueden inmovilizar sobre un soporte, o apoyo, formando una “compresa de matriz sellante”. En estas realizaciones se prepara un soporte, tal como una esponja de colageno, y la composicion de matriz sellante se fija sobre el soporte para el uso. Debido a que las composiciones de matriz sellante se unen facilmente a tejidos, materiales organicos y materiales sinteticos, estas realizaciones pueden resultar ventajosas, ya que permiten utilizar un soporte que se maneja mas facilmente para aplicar la composicion de matriz sellante. Dado que para crear una barrera de matriz sellante eficaz se requiere una cantidad relativamente pequena de composicion de matriz sellante, sobre el soporte se puede fijar una capa relativamente delgada de dicha composicion. A modo ilustrativo, en los ejemplos mostrados mas abajo, tan solo 0,5 -1 ,0 g de composicion de matriz de obturacion fijados sobre la superficie crearon una compresa de 3 cm x 3 cm con muy buenas propiedades hemostaticas. Como entenderan los expertos en la tecnica quirurgica, estas realizaciones son deseables en situaciones en las que se preve el tamano del defecto del tejido y cuando se desean unas caractensticas de manipulacion mejoradas en comparacion con un polvo. Como en las realizaciones de polvo seco, las realizaciones en compresas de matriz sellante de las composiciones de matriz sellante se pueden aplicar directamente al defecto del tejido, sin mas preparacion, apretando el lado de la composicion de la compresa contra el defecto del tejido hasta que se hayan reticulado los componentes reticulables.

El soporte para las realizaciones en compresa de matriz sellante de la invencion puede ser cualquier material biocompatible. Aunque aqrn se describen detalladamente soportes de colageno, tambien se pueden utilizar otros materiales para soportes. Por ejemplo se puede utilizar otro material de soporte de protema o polisacarido que sea biocompatible. Estos materiales de soporte se pueden degradar in vivo aproximadamente a la misma velocidad que la barrera de matriz sellante o se pueden degradar a velocidades diferentes de la citada. Las esponjas de colageno y su preparacion son bien conocidas en la tecnica quirurgica, la preparacion y manipulacion del colageno se describe con todo detalle mas abajo. Tambien se pueden utilizar esponjas preparadas a partir de fibrina. Igualmente se pueden emplear materiales basados en carbohidratos, tales como celulosa (para aplicaciones externas) o quitosano. Ademas se pueden utilizar polfmeros sinteticos biocompatibles y biodegradables. Los expertos en la tecnica quirurgica entenderan que, para los soportes de las realizaciones en compresa de matriz sellante de la invencion, se pueden utilizar otras formas diferentes a las esponjas. Por ejemplo, se puede utilizar una lamina o pelfcula de colageno o de otros materiales. Ademas, el soporte puede tener cualquier forma util, tal como forma de cono, hemisferio, barra, cuna y similares, para disponer de una compresa que se aproxime mas a la forma del defecto del tejido. Por ejemplo, una compresa de matriz sellante que utilice una esponja de colageno en forma de cono como soporte puede ser util para tratar una herida de bala.

Tfpicamente, estos soportes actuaran como componente estructural o mecanico. Los soportes pueden tener cierto grado de porosidad para permitir que la sangre u otros lfquidos se filtren en el y tengan un mayor contacto con las composiciones. Estas construcciones pueden presentar un factor de hinchamiento de 1,3X a 1,5X y, en consecuencia, pueden ser ideales para aplicaciones quirurgicas. Por ejemplo, las composiciones con soporte en esponja se pueden utilizar en neurocirugfa para sellar la duramadre, donde un hinchamiento excesivo puede ejercer una presion no deseada sobre el cerebro. En general, los soportes han de ser lo suficientemente flexibles para adaptarse a un defecto de tejido tfpico y han de presentar buenas propiedades de manipulacion en el contexto de la cirugfa.

Las composiciones de matriz sellante se pueden inmovilizar sobre el soporte por diversos medios. En algunas realizaciones descritas mas abajo, un calor moderado es suficiente para inmovilizar las composiciones de matriz sellante en polvo que contienen un primer y un segundo componente de PEG de 4 brazos y un componente formador de hidrogel de gelatina reticulada. En estas realizaciones, la composicion de matriz sellante en polvo se dispuso sobre una esponja de colageno y se calento a 60-70°C durante aproximadamente 1-2 minutos. La matriz en polvo seco se fundio ligeramente con este calor, fijandose a la superficie de la esponja de colageno. Alternativamente, la composicion de matriz sellante se puede fijar al soporte utilizando agentes aglutinantes u otros excipientes conocidos en la tecnica farmaceutica. En general, la tecnica utilizada para fijar la composicion de matriz sellante al soporte dependera del primer y el segundo componente y del componente formador de hidrogel de la composicion. El metodo utilizado para fijar la composicion de matriz sellante sobre el soporte no debena reducir de forma apreciable la capacidad del primer y el segundo componente para reticularse al ser expuestos a condiciones fisiologicas, ni la capacidad del componente formador de hidrogel para absorber fluidos biologicos.

En otras realizaciones, la composicion de matriz sellante se puede conformar en una lamina o pelmula sin ningun soporte. Esta conformacion de la composicion de matriz sellante se puede lograr utilizando los metodos arriba descritos para fijar la composicion de matriz sellante a un soporte en las realizaciones en compresa de matriz sellante.

IV. Adicion de componentes adicionales a la composicion de matriz sellante

En realizaciones adicionales de la presente invencion, a las composiciones de matriz sellante de la invencion se pueden anadir otros componentes ademas del primer y el segundo componente adicional y el componente formador de hidrogel. En general, estos componentes adicionales se pueden mezclar con el primer y el segundo componente y con el componente formador de hidrogel en seco. Los componentes adicionales pueden aportar mas resistencia mecanica o mejorar de otro modo el rendimiento de las composiciones de matriz sellante de la invencion para aplicaciones particulares. Por ejemplo, como es opaco o menos pegajoso que el colageno no fibrilar, el colageno fibrilar a veces puede ser menos preferible para su uso en composiciones bioadhesivas. No obstante, tal como se describe en la patente US 5.614.587, el colageno fibrilar o las mezclas de colageno fibrilar y no fibrilar pueden ser preferibles para su uso en composiciones adhesivas previstas para una persistencia a largo plazo in vivo. En la composicion se pueden incorporar diversos derivados de glicosaminoglicano desacetilados y/o desulfatados de modo similar al arriba descrito en relacion con el colageno.

En la barrera de matriz sellante se pueden incorporar protemas naturales como colageno y derivados de diversos polisacaridos naturales como glicosaminoglicanos cuando el primer y el segundo componente de la invencion reaccionan y se reticulan bajo condiciones fisiologicas. Si estos otros componentes tambien contienen grupos funcionales reactivos con los grupos funcionales de los polfmeros sinteticos, su presencia durante la reticulacion del primer y el segundo componente en el sitio diana conducira a la formacion de una matriz de polfmero sintetico-polfmero natural reticulada. En particular, si el polfmero natural (protema o polisacarido) tambien contiene grupos nucleofilos, tales como grupos amino primarios, los grupos electrofilos del segundo componente reticulable reaccionaran con los grupos amino primarios de estos, al igual que los grupos nucleofilos del primer componente reticulable, haciendo que estos otros componentes pasen a formar parte de la barrera de matriz sellante.

En general, los glicosaminoglicanos tipicamente se derivan qmmicamente por desacetilacion, desulfatacion, o ambas, para que contengan grupos amino primarios disponibles para la reaccion con los grupos electrofilos del segundo componente reticulable. Los glicosaminoglicanos que se pueden derivar de acuerdo con cualquiera de los dos metodos arriba mencionados o con ambos incluyen los siguientes: acido hialuronico, sulfato de condroitina A, sulfato de condroitina B (sulfato de dermatan), sulfato de condroitina C, quitina (que se puede derivar en quitosano), sulfato de queratano, queratosulfato y heparina. La derivacion de glicosaminoglicanos por desacetilacion y/o desulfatacion y enlace covalente de los derivados de glicosaminoglicano resultantes con polfmeros hidrofilos sinteticos se describe mas detalladamente en la patente US 5.510.418.

Similarmente, los grupos electrofilos del segundo componente reticulable pueden reaccionar con los grupos amino primarios de residuos de lisina o con grupos tiol de residuos de cistema de determinadas protemas naturales. Las protemas ricas en lisina, como el colageno y sus derivados, son especialmente reactivas con grupos electrofilos de polfmeros sinteticos. Tal como se utiliza aqrn, el termino “colageno” abarca colageno de cualquier tipo, de cualquier procedencia, incluyendo, de forma no limitativa, colageno extrafdo de tejido o producido de forma recombinante, analogos de colageno, derivados de colageno, colagenos modificados y colagenos desnaturalizados tales como gelatinas. El enlace covalente del colageno con los polfmeros hidrofilos sinteticos se describe detalladamente en la patente US 5.162.430, concedida el 10 de noviembre de 1992 a Rhee y col..

En general, en las composiciones de la invencion se puede utilizar colageno de cualquier procedencia. Por ejemplo, se puede extraer y purificar colageno procedente de un humano o mairnfero, por ejemplo de corion bovino o porcino y de placenta humana, o se puede producir mediante tecnicas de recombinacion o de otro modo. La preparacion de colageno purificado (esencialmente no antigenico) en solucion a partir de piel bovina es bien conocida en la tecnica. La patente US 5.428.022, concedida el 27 de junio de 1995 a Palefsky y col., describe metodos de extraccion y purificacion de colageno de placenta humana. La patente US 5.667.839 describe metodos para producir colageno humano recombinante de leche de animales transgenicos, incluyendo vacas transgenicas. Tal como se utiliza aqrn, el concepto “colageno” o “material de colageno” se refiere a todas las formas de colageno, incluyendo aquellas que han sido procesadas o modificadas de otro modo.

En las composiciones de la invencion se puede utilizar colageno de cualquier tipo, incluyendo, de forma no limitativa, los tipos I, II, III, IV o cualquier combinacion de estos, aunque con frecuencia es preferible el tipo I. Se puede utilizar colageno atelopeptido o con contenido en telopeptidos. No obstante, cuando se utiliza colageno de una fuente xenogenica, tal como colageno bovino, frecuentemente es preferible el colageno atelopeptido debido a su inmunogenicidad reducida en comparacion con el colageno que contiene telopeptidos.

En las composiciones de la invencion se puede utilizar colageno que no ha sido previamente reticulado mediante metodos tales como calor, irradiacion o agentes reticulantes qmmicos y tambien se puede utilizar colageno previamente reticulado. El colageno fibrilar atelopeptido no reticulado esta comercialmente disponible de Collagen Corporation (Palo Alto, Calif.) en concentraciones de colageno de 35 mg/ml y 65 mg/ml bajo las marcas Zydem® I Collagen y Zydem Collagen, respectivamente. El colageno fibrilar atelopeptido reticulado con glutaraldehfdo esta comercialmente disponible de Collagen Corporation en una concentracion de colageno de 35 mg/ml bajo la marca Zyplast® Collagen. Los colagenos utilizados en la presente invencion estan generalmente en forma de polvo liofilizado seco.

Debido a su consistencia pegajosa, el colageno no fibrilar se utiliza tfpicamente en composiciones de la invencion previstas para ser utilizadas como bioadhesivos. El concepto “colageno no fibrilar” abarca cualquier material de colageno modificado o no modificado que esta en forma esencialmente no fibrilar a pH 7, tal como indica la claridad optica de una suspension acuosa del colageno.

En las composiciones de la invencion se puede utilizar colageno que ya esta en forma no fibrilar. Tal como se utiliza aqrn, el concepto “colageno no fibrilar” abarca tipos de colageno que no son fibrilares en forma nativa y tambien colagenos que han sido modificados qmmicamente para que se encuentren en forma no fibrilar a pH neutro o aproximadamente neutro. Los tipos de colageno que no son fibrilares (o microfibrilares) en forma nativa incluyen los tipos IV, VI y VII.

Los colagenos modificados qmmicamente que se encuentran en forma no fibrilar a pH neutro incluyen colageno succinilado y colageno metilado, ambos producibles de acuerdo con metodos descritos en la patente US 4.164.559, concedida el 14 de agosto de 1979 a Miyata y col. Debido a su pegajosidad inherente, el colageno metilado se utiliza tfpicamente en composiciones bioadhesivas, tal como se describe en la patente US 5.614.587.

Los colagenos a utilizar en las composiciones de matriz sellante de la presente invencion se pueden encontrar en principio en forma fibrilar y despues volverse no fibrilares por la adicion de uno o mas agentes de descomposicion de fibras. El agente de descomposicion de fibras esta presente tfpicamente en una cantidad suficiente para hacer que el colageno se vuelva esencialmente no fibrilar a pH 7, tal como se describe mas arriba. Los agentes de descomposicion de fibras a utilizar en la presente invencion incluyen, de forma no limitativa, diversos alcoholes biocompatibles, aminoacidos, sales inorganicas y carbohidratos, siendo particularmente preferentes los alcoholes biocompatibles. Los alcoholes biocompatibles preferentes incluyen glicerol y propilenglicol. En algunos casos, los alcoholes no biocompatibles, como etanol, metanol o isopropanol, pueden no ser deseables para su uso en el primer y el segundo polfmero de la presente invencion debido a los efectos perjudiciales que producen en el cuerpo del paciente que los recibe. Los ejemplos de aminoacidos incluyen arginina. Los ejemplos de sales inorganicas incluyen cloruro de sodio y cloruro de potasio. Aunque en la practica de la presente invencion se pueden utilizar carbohidratos, por ejemplo diversos azucares incluyendo sacarosa, estos no son tan preferentes como otros tipos de agentes de descomposicion de fibras, ya que pueden tener efectos citotoxicos in vivo.

Para su uso en la adhesion de tejidos ademas de como sellante, puede ser deseable incorporar a la misma protemas tales como albumina, fibrina o fibrinogeno para promover la adhesion celular. Ademas, la introduccion de hidrocoloides como carboximetilcelulosa puede promover la adhesion de tejidos y/o la capacidad de hinchamiento.

Las composiciones de matriz sellante de la presente invencion pueden incluir tambien uno o mas agentes o compuestos biologicamente activos adicionales. En una realizacion se pueden anadir agentes biologicamente activos tales como derivados de taxol a la composicion de matriz sellante para evitar la adhesion en el sitio del defecto del tejido. En otras realizaciones se pueden anadir agentes biologicamente activos tales como antibioticos o agentes antimicrobianos a la matriz sellante para utilizar estas, por ejemplo, en heridas inducidas por traumatismo (por ejemplo heridas de cuchillo o de bala), en las que organismos patogenos pueden haber entrado en el sitio del defecto del tejido o herida. En otras realizaciones, la composicion puede suministrar agentes biologicamente activos tales como factores de crecimiento a un sitio de tejido local para facilitar la curacion y regeneracion del tejido. En otras realizaciones se pueden anadir agentes de coagulacion sangumea, por ejemplo trombina, para mejorar el sellado y la regeneracion del tejido mediante la activacion de la cascada de coagulacion. Ejemplos de componentes bioactivos incluyen, de forma no limitativa, protemas, carbohidratos, acidos nucleicos y moleculas biologicamente activas inorganicas y organicas tales como enzimas, antibioticos, agentes antineoplasicos, agentes bacteriostaticos, agentes de formacion antiadhesion (tales como derivados de taxol), bactericidas, antivirales, hemostaticos, anestesicos locales, antiinflamatorios, hormonas, antiangiogenicos, anticuerpos, neurotransmisores, farmacos psicoactivos, farmacos que afectan a organos reproductores y oligonucleotidos tales como oligonucleotidos antisentido. Tal como se utiliza aqrn, el concepto “agente biologicamente activo” o “agente activo” abarca moleculas organicas e inorganicas que ejercen efectos biologicos in vivo. Ejemplos de agentes activos incluyen, de forma no limitativa, enzimas, antagonistas o agonistas de receptores, hormonas, factores de crecimiento, medula espinal autogena, antibioticos, agentes de formacion antiadhesion, agentes antimicrobianos, otros agentes farmaceuticos y anticuerpos. El concepto “agente activo” tambien abarca combinaciones o mezclas de dos o mas agentes activos, tal como se define mas arriba.

Tfpicamente, estos componentes bioactivos estaran presentes en concentraciones relativamente bajas, tfpicamente inferiores al 10% en peso de la composicion, normalmente inferiores al 5% en peso y con frecuencia inferiores al 1% en peso. Dos o mas de estos agentes activos se pueden combinar en una composicion simple y/o dos o mas composiciones se pueden utilizar para suministrar diferentes componentes activos, pudiendo interactuar dichos componentes en el sitio de suministro. Ejemplos de agentes hemostaticos incluyen trombina, fibrinogeno y factores de coagulacion. Los agentes hemostaticos, como la trombina, se pueden anadir en concentraciones que oscilan, por ejemplo, entre aproximadamente 50 y aproximadamente 10.000 unidades de trombina por ml de hidrogel o de entre aproximadamente 100 y aproximadamente 1.000 unidades de trombina por ml de hidrogel.

Las composiciones del primer y el segundo polfmero reticuladas tambien se pueden preparar de modo que contengan diversos agentes de formacion de imagenes tales como yodo o sulfato de bario o fluor, para ayudar a visualizar las composiciones despues de su administracion por rayos X o 19F-MRI, respectivamente.

Los agentes activos preferentes a utilizar en las composiciones de la presente invencion incluyen factores de crecimiento tales como factores de crecimiento de transformacion (TGF), factores de crecimiento fibroblastico (FGF), factores de crecimiento derivados de plaquetas (PDGF), factores de crecimiento epidermico (EGF), peptidos activados por tejido conjuntivo (CTAP), factores osteogenicos y analogos, fragmentos y derivados biologicamente activos de estos factores de crecimiento. De forma particularmente preferente se utilizan miembros de la familia supergenica de los factores de crecimiento de transformacion (TGF), que son protemas reguladoras multifuncionales. Los miembros de la familia supergenica de los TGF incluyen factores de crecimiento de transformacion beta (por ejemplo TGF-pi, TGF-P2, TGF-P3), protemas morfogeneticas oseas (por ejemplo BMP-1, BMP-2, BMP-3, BMP-4, b Mp -5, b Mp -6, BMP-7, BMP-8, BMP-9); factores de crecimiento de union a heparina (por ejemplo, factor de crecimiento fibroblastico (FGF), factor de crecimiento epidermico (EGF), factor de crecimiento derivado de las plaquetas (PDGF), factor de crecimiento de tipo insulina (IGF)); inhibinas (por ejemplo inhibina A, inhibina B); factores de diferenciacion de crecimiento (por ejemplo, GDF-1); y activinas (por ejemplo, activina A, activina B, activina AB).

Los factores de crecimiento se pueden aislar de fuentes nativas o naturales, por ejemplo de celulas de mairnfero, o se pueden preparar sinteticamente, por ejemplo mediante tecnicas de ADN recombinante o por diversos procesos qmmicos. Tambien se pueden utilizar analogos, fragmentos o derivados de estos factores, siempre que muestren al menos parte de la actividad biologica de la molecula nativa. Por ejemplo, se pueden preparar analogos mediante la expresion de genes alterados por mutagenesis espedfica puntual u otras tecnicas de ingeniena genetica.

Los agentes biologicamente activos se pueden incorporar a la composicion de matriz sellante por mezcla. En una realizacion, los agentes activos se pueden mezclar en las composiciones de matriz sellante en polvo en forma seca o liofilizada. En otra realizacion, esta mezcla se puede fijar sobre un soporte solido, por ejemplo de colageno tal como se describe mas arriba en relacion con las composiciones de matriz sellante. En otras realizaciones, los agentes se pueden incorporar a las composiciones de matriz sellante, tal como se describe mas arriba, uniendo estos agentes a los grupos funcionales del primer o el segundo polfmero sintetico del componente. En la patente US 5.162.430, concedida el 10 de noviembre de 1992 a Rhee y col., se describen procesos para unir de forma covalente agentes biologicamente activos, tales como factores de crecimiento, utilizando polietilenglicoles activados funcionalmente. Preferentemente, estas composiciones incluyen enlaces que se pueden biodegradar con facilidad, por ejemplo como consecuencia de una degradacion enzimatica, lo que conduce a la liberacion del agente activo en el tejido diana, donde ejercera su efecto terapeutico deseado.

Un metodo simple para incorporar agentes biologicamente activos que contienen grupos nucleofilos en la composicion polimerica reticulada consiste en mezclar el agente activo con el primer componente, el segundo componente y el componente formador de hidrogel antes de la administracion en estado seco. Despues de la aplicacion de la composicion de matriz sellante en el defecto del tejido y del contacto de esta con fluido biologico, el agente biologicamente activo reaccionara con el segundo componente y se reticulara en la matriz reticulada porosa del primer y el segundo componente a medida que el componente formador de hidrogel absorbe el fluido biologico. Este procedimiento conducira al enlace covalente del agente activo con la parte de matriz de polfmero del componente reticulado de la barrera de matriz sellante formada, produciendo una composicion de liberacion prolongada muy eficaz.

El tipo y la cantidad del agente activo utilizado dependera, entre otros factores, del sitio y la afeccion particular a tratar y de la actividad biologica y la farmacocinetica del agente activo seleccionado.

V. Utilizacion de composiciones de matriz sellante como bioadhesivos

En general, las composiciones de matriz sellante de la presente invencion son adhesivas y se unen fuertemente a los tejidos, ya que los grupos electrofilos del segundo componente reticulable reaccionan con los grupos nucleofilos del colageno del tejido del sitio diana. Algunas composiciones de matriz porosa de la invencion pueden tener una pegajosidad excepcionalmente alta. Por consiguiente, ademas de utilizarlas como matriz de barrera para la hemostasia, las composiciones de matriz sellante de la presente invencion son utiles como bioadhesivos para unir tejidos mojados o humedos bajo condiciones fisiologicas. Tal como se utiliza aqrn, los conceptos “bioadhesivo”, “adhesivo biologico” y “adhesivo quirurgico” se pueden utilizar de manera intercambiable para abarcar composiciones biocompatibles que pueden realizar una union temporal o permanente entre las superficies de dos tejidos nativos o entre una superficie de tejido nativo y una superficie de tejido no nativo o una superficie de un implante sintetico.

En un metodo general para realizar la union de una primera superficie con una segunda superficie, la composicion de matriz sellante se aplica (por ejemplo en polvo seco o en forma de lamina) sobre una primera superficie. Despues, la primera superficie se pone en contacto con la segunda superficie, preferentemente de forma inmediata, para que se produzca la adhesion entre ambas. Al menos la primera o la segunda superficie consiste preferentemente en una superficie de tejido nativo. Cuando en la composicion se utiliza un componente formador de hidrogel mecanicamente estable, tal como la gelatina reticulada utilizada en los ejemplos, la matriz porosa resultante tiene una mayor resistencia mecanica que una composicion que solo contiene el primer y el segundo componente reticulable. Por consiguiente, tambien se incrementa la resistencia de la adhesion entre las dos superficies de tejido, ya que es menos probable que la capa de matriz porosa entre los tejidos se separe internamente bajo una tension mecanica fisiologica.

Mientras se desarrolla la reaccion de reticulacion hasta completarse, las dos superficies se pueden mantener unidas manualmente o utilizando medios adecuados. La reticulacion se completa tipicamente en un plazo de 5 a 60 minutos despues de la aplicacion de la composicion de matriz sellante. No obstante, el tiempo necesario para que se complete la reticulacion depende de una serie de factores, incluyendo el tipo y el peso molecular del primer y el segundo componente reticulable y, mas particularmente, de la concentracion efectiva de los dos componentes en el sitio diana (es decir, concentraciones mas altas conducen a una reticulacion mas rapida).

Al menos la primera o la segunda superficie es preferentemente una superficie de tejido nativo. Tal como se utiliza aqrn, el concepto “tejido nativo” abarca tejidos biologicos pertenecientes al cuerpo del paciente espedfico tratado. Tal como se utiliza aqrn, el concepto “tejido nativo” comprende tejidos biologicos que han sido levantados o retirados de una parte del cuerpo de un paciente para ser implantados en otra parte del cuerpo del mismo paciente (por ejemplo en autoinjertos oseos, autoinjertos de colgajos de piel, etc.). Por ejemplo, las composiciones de algunas realizaciones de la invencion se pueden utilizar para adherir una pieza de piel de una parte del cuerpo de un paciente a otra parte del cuerpo, como en el caso de quemaduras graves.

La otra superficie puede consistir en una superficie de tejido nativo, una superficie de tejido no nativo o una superficie de un implante sintetico. Tal como se utiliza aqrn, el concepto “tejido no nativo” abarca tejidos biologicos que han sido retirados del cuerpo de un paciente donante (que puede ser de la misma especie o de una especie diferente a la del paciente receptor) para implantarlos en el cuerpo de un paciente receptor (por ejemplo trasplantes de tejidos y organos). Por ejemplo, las composiciones polimericas reticuladas de la presente invencion se pueden utilizar para fijar un injerto heterologo de valvula cardfaca en el corazon de un paciente y sellar el penmetro de la valvula cardfaca para evitar fugas.

Tal como se utiliza aqrn, el concepto “implante sintetico” abarca cualquier material biocompatible previsto para ser implantado en el cuerpo de un paciente y no incluido en las definiciones dadas mas arriba para el tejido nativo y el tejido no nativo. Los implantes sinteticos incluyen, por ejemplo, vasos sangumeos artificiales, valvulas cardfacas, organos artificiales, protesis oseas, lentfculas implantables, injertos vasculares, stents y combinaciones stent/injerto, etc.

VI. Utilizacion de las composiciones de matriz sellante para prevenir adhesiones

Otro uso de las composiciones sellantes de la invencion es revestir tejidos para prevenir la formacion de adhesiones despues de una cirugfa o de una lesion en tejidos internos u organos. En un metodo general para revestir tejidos con el fin de prevenir la formacion de adhesiones despues de la cirugfa, el primer y el segundo polfmero sintetico se mezclan con el polfmero reticulado hidratable o ya estan previamente mezclados, y despues se aplica una capa delgada de la mezcla de reaccion en los tejidos que comprenden, rodean y/o son adyacentes al punto quirurgico antes de que se haya producido una reticulacion sustancial entre los grupos nucleofilos del primer polfmero sintetico y los grupos electrofilos del segundo polfmero sintetico. La mezcla de reaccion se puede aplicar en el tejido por extrusion, por irrigacion, a brocha, por pulverizacion (tal como se describe mas arriba), en el caso de las composiciones en polvo, mediante disposicion de una pelfcula delgada o lamina de la composicion de matriz de obturacion sobre el tejido o por cualquier otro medio conveniente.

Despues de aplicar la mezcla de reaccion al punto quirurgico, se deja que la reticulacion continue in situ antes de cerrar la incision. Una vez que la reticulacion ha alcanzado el equilibrio, los tejidos que se ponen en contacto con los tejidos revestidos no se pegaran a estos. En este momento, el sitio quirurgico se puede cerrar utilizando medios convencionales (suturas, etc.).

En general, preferentemente se emplean composiciones que alcanzan una reticulacion completa en un penodo de tiempo relativamente corto (es decir, 5-15 minutos despues de mezclar el primer polfmero sintetico y el segundo polfmero sintetico) para la prevencion de adhesiones quirurgicas, de modo que el sitio quirurgico se puede cerrar relativamente poco tiempo despues de completarse la operacion. Ademas, en las composiciones se utiliza preferentemente un polfmero reticulado hidratable con una resistencia mecanica relativamente alta, tal como la gelatina reticulada utilizada en los ejemplos, para aumentar la estabilidad mecanica del revestimiento.

Los siguientes ejemplos describen la produccion y caracterizacion de un primer componente reticulable con un segundo componente reticulable y un componente formador de hidrogel para formar composiciones de matriz sellante, y se proporcionan con el fin de ofrecer al experto medio en la materia una muestra y descripcion completa sobre como llevar a la practica las realizaciones preferentes de los conjugados, composiciones y dispositivos, no siendo limitativos del alcance de lo que los inventores consideran su invencion. Se ha intentado asegurar la exactitud con respecto a los numeros utilizados (por ejemplo, cantidades, temperatura, peso molecular, etc.), pero se ha de considerar la posibilidad de errores y desviaciones experimentales. A no ser que se indique de otra manera, las partes son partes en peso, el peso molecular es el peso molecular promedio en peso, la temperatura esta en grados centigrados y la presion es la presion atmosferica o aproximadamente la presion atmosferica.

VII. Ejemplos

Ejemplo 1: Composiciones de primer y segundo componente a utilizar en la matriz sellante: preparacion de composiciones de PEG multiam ino reticuladas

Se prepararon las siguientes soluciones madre de diversos PEG diamino: diez (10) gramos de Jeffamine ED-2001 (obtenida de Texaco Chemical Company, Houston, Tex.) se disolvieron en 9 ml de agua. Diez (10) gramos de Jeffamine ED-4000 (tambien obtenida de Texaco Chemical Company) se disolvieron en 9 ml de agua. 0,1 gramos de PEG diamino (3400 MW, obtenido de Shearwater Polymers, Huntsville, Ala.) se disolvieron en 300 pl de agua. Cada una de las tres soluciones de PEG diamino arriba preparadas se mezclo con soluciones acuosas de SC-PEG activado de forma trifuncional (TSC-PEG, PM 5000, tambien obtenido de Shearwater Polymers), tal como muestra la siguiente Tabla 1.

Tabla 1

Las soluciones de PEG diamino y TSC-PEG se mezclaron por mezcla jeringuilla-a-jeringuilla. Cada uno de los materiales se extrudio desde la jeringuilla y se dejo endurecer durante 1 hora a 37°C. Cada uno de los materiales formo un gel. En general, los geles eran mas blandos cuanto mayor era el contenido de agua; los geles que conteman la menor cantidad de disolvente acuoso (agua o PBS) eran los mas firmes.

Ejemplo 2: Composiciones de primer y segundo componente a utilizar en la matriz sellante: preparacion de composiciones de poli(lisina) reticuladas

Diez (10) miligramos de bromhidrato de poli-L-lisina (PM 8.000, obtenida de Peninsula Laboratories, Belmont, Calif.) en 0,1 ml de tampon de fosfato (0,2M, pH = 6,6) se mezclaron con 10 mg de SE-PEG activado de forma tetrafuncional (PM 10.000, obtenido de Shearwater Polymers, Huntsville, Ala.) en 0,1 ml de PBS. Practicamente de forma inmediata, la composicion formo un gel blando.

Ejemplo 3: Composiciones de primer y segundo componente a utilizar en la matriz sellante: efecto del pH en la formacion de gel de las formulaciones PEG tetram ino/tetra SE-PEG

En placas Petri se prepararon geles que comprendfan diversas concentraciones de PEG tetramino y tetra SE-PEG a pH 6, 7 y 8. Despues de mezclar el PEG tetramino y tetra SE-PEG, las placas se inclinaron de forma reiterada. El tiempo de gelificacion se considero como el punto en el que la formulacion dejo de fluir. En la siguiente Tabla 2 se muestra el efecto del pH en el tiempo de gelificacion de las diversas formulaciones de PEG tetramino/tetra SE-PEG a temperatura ambiente.

Tabla 2

El tiempo necesario para la formacion de gel disminma cuanto mayor era el pH y mayores eran las concentraciones de PEG tetramino y tetra SE-PEG.

Ejemplo 4: Evaluacion de materiales del componente formador de hidrogel y metodos de reticulacion y medida del hinchamiento porcentual

Se dejo que partfculas de gelatina se hincharan en un tampon acuoso (por ejemplo fosfato de sodio 0,2M, pH 9,2) que contema un agente reticulante (por ejemplo del 0,005 al 0,5% en peso de glutaraldelmdo). La mezcla de reaccion se mantuvo refrigerada durante una noche y despues se enjuago tres veces con agua desionizada y dos veces con etanol, dejandose secar a temperatura ambiente. La gelatina reticulada seca se resuspendio en un tampon acuoso a baja concentracion de solidos (2-3%) a temperatura ambiente durante un penodo de tiempo fijo. El tampon se utilizo en un exceso sustancial con respecto a la concentracion necesaria para el hinchamiento de equilibrio, existiendo dos fases (una fase hidrogel y un tampon). Despues, la suspension que contema el hidrogel humedo se filtro por la aplicacion de vado en una membrana filtrante de corte nominal de 0,8 pm (Millipore, Bedford, Mass.). Despues de retirar el tampon superfluo, se registro el peso combinado del hidrogel humedo retenido y la membrana de filtro humeda. Luego se secaron el hidrogel y la membrana a aproximadamente 120°C durante al menos dos horas y se registro el peso combinado del residuo de hidrogel seco y la membrana de filtro seca. Tambien se realizaron diversas medidas de muestras de membrana de filtro humeda sin residuo de hidrogel y membrana de filtro seca sin hidrogel, que se utilizaron para deducir el peso neto del hidrogel humedo y el hidrogel seco. El “hinchamiento porcentual” se calculo de la siguiente manera:

hinchamiento % = 100 x [(peso humedo hidrogel - peso seco hidrogel)/peso seco hidrogel]

Se realizaron medidas de hinchamiento al menos por triplicado y se obtuvo la media de una muestra de gelatina dada. El valor del hinchamiento porcentual de muestras resuspendidas en tampon durante 18 a 24 horas antes de medir el peso humedo se definio como “hinchamiento de equilibrio”.

Los materiales de gelatina reticulada resultantes presentaban valores de hinchamiento de equilibrio entre el 400% y el 1.300%. El nivel del hinchamiento de equilibrio dependfa del metodo y la magnitud de la reticulacion.

Ejemplo 5: Componentes formadores de hidrogel a utilizar en la matriz sellante: producto polimerico reticulado hidratable fragmentado compuesto por gelatina reticulada mediante EDC

Se disolvio gelatina (Atlantic Gelatin, General Foods Corp., Woburn, Mass.) en agua destilada hasta un contenido de un 1 a un 10% de solidos (p/p) (preferentemente hasta el 8%) a 70°C. Despues se anadio 1-etil-3-(3-dimetilaminopropil)carbodiimida (EDC) (Sigma, St. Louis, Mo.) del 0,2% al 3,5% (o del 0,2% al 0,3%). El hidrogel resultante formado con agitacion se dejo a temperatura ambiente durante una hora. El hidrogel se seco utilizando un sistema de liofilizacion Freezone 12 (Labconco, Mo.) y se molio finamente utilizando un Waring Blender modelo n° 31BC91 (VWR, Willard, Ohio). La composicion polimerica seca se cargo despues en jeringuillas y se equilibro con un tampon. Se determino que el hinchamiento de equilibrio era de al menos el 1.000%. Los resultados se muestran en la Tabla 3.

Tabla 3

( ) g ( )

Ejemplo 6: Componentes formadores de hidrogel a utilizar en la matriz sellante: producto polimerico reticulado hidratable fragmentado compuesto por gelatina y acido poli(L)glutamico, reticulados mediante EDC

Se disolvio gelatina (Atlantic Gelatin, General Foods Corp., Woburn, Mass.) en agua destilada hasta un contenido de un 1 a un 10% de solidos (p/p) (preferentemente del 6 al 8%) a 70°C. Despues se anadio de un 0 a un 10% (p/p) (preferentemente 2-5%) de acido poli(L)glutamico (PLGA) (Sigma, St. Louis, Mo.) y 1-etil-3-(3-dimetilaminopropil)carbodiimida (EDC) (Sigma) del 0,2% al 3,5% (o del 0,2 al 0,4%). El hidrogel resultante formado con agitacion se dejo a temperatura ambiente durante una hora. Despues se dejo que el hidrogel se hinchara en un exceso de solucion salina durante un penodo de tiempo fijo (por ejemplo 20 horas). Luego se filtro el hidrogel por aplicacion de vado a una membrana de filtro (Millipore, Bedford, Mass.). Se determino que el hinchamiento de equilibrio era de al menos el 1.500%. Los resultados se muestran en la Tabla 4.

Tabla 4

( , ) ( , ) , g ( , )

Ejemplo 7: Componentes formadores de hidrogel a utilizar en la matriz sellante: produccion de un hidrogel polimerico reticulado hidratable fragmentado

En una solucion acuosa de hidroxido de sodio (Spectrum Chemical Co., CA) (0,1M a 1,5M o 0,4 a 1,2M) se agito corion bovino (Spears Co. PA) durante un penodo de tiempo de 1 a 18 horas (o de 1 a cuatro horas) a una temperature de 2°C a 30°C (preferentemente de 22°C a 30°C). La suspension espesa de corion se neutralizo despues utilizando un acido inorganico, tal como acido clorhndrico, acido fosforico o acido sulfurico (Spectrum Chemical Co., CA), y la fase lfquida neutralizada se separo del corion insoluble por filtracion a traves de un tamiz. Despues, el corion se lavo con agua no pirogenica y un alcohol, tal como alcohol isopropflico (Spectrum Chemical Co., CA). Despues de tres a doce lavados, el corion se suspendio en agua no pirogenica y la suspension espesa acuosa de corion se pudo calentar despues a una temperatura de 50°C a 90°C, preferentemente de 60°C a 80°C, para gelatinizar termicamente el corion. Durante el ciclo de gelatinizacion, el pH de la suspension espesa acuosa de corion se ajusto y controlo a un valor de 3 a 11 o de 7 a 9. Ademas, el corion insoluble en la suspension espesa se sometio a ruptura por agitacion y/u homogeneizacion. La ruptura puede tener lugar antes o despues del ciclo de gelatinizacion termica. La gelatinizacion termica se llevo a cabo durante un tiempo de una a seis horas. Despues de la gelatinizacion, la suspension espesa se clarifico por filtracion. La suspension espesa de gelatina se deshidrato mediante secado al aire a una temperatura de 15°C a 40°C, preferentemente de 20°C a 35°C. La gelatina seca, entendiendose por “seca” un contenido de humedad de menos del 20% en peso, se sometio despues a ruptura por molienda.

La gelatina seca se anadio a una solucion acuosa fna (5°C a 15°C) de glutaraldehfdo (Amresco Inc., OH) del 0,0025% al 0,075% en peso y con un pH entre 7 y 10. La concentracion de gelatina en esta solucion oscilaba ente el 1% y el 10% en peso. El glutaraldehfdo reticulo los granulos de gelatina durante un penodo de 1 a 18 horas y despues se separo la gelatina de la fase acuosa por filtracion o sedimentacion. A continuacion, las partfculas de gelatina se anadieron a una solucion acuosa que conterna del 0,00833% al 0,0667% en peso de borohidruro de sodio (Spectrum Chemical Co., CA), oscilando la concentracion de gelatina de nuevo entre el 1% y el 10% en peso y el pH entre 7 y 12 o entre 7 y 9. Despues de una a seis horas, la gelatina reticulada se separo de la fase acuosa por filtracion o sedimentacion. Despues, la gelatina se pudo resuspender en agua no pirogenica, oscilando la concentracion de gelatina entre el 1% y el 10% para eliminar los agentes reticulantes y reductores residuales, y despues se separo de la fase acuosa por filtracion o sedimentacion. La recogida final de la gelatina reticulada se realizo en una malla de filtro o tamiz y la gelatina se sometio a un enjuague final con agua no pirogenica. La gelatina reticulada humeda se dispuso despues en una camara de secado a una temperatura de 15°C a 40°C. La gelatina reticulada seca (es decir, gelatina reticulada con un contenido de humedad inferior al 20% en peso) se saco de la camara de secado y despues se molio utilizando un molino triturador mecanico para producir un polvo con una distribucion granulometrica tfpica de 0,020 mm a 2,000 mm.

Ejemplo 8: Polvo seco sellante hemostatico de accion rapida

Se preparo un polvo seco sellante hemostatico de accion rapida combinando un primer componente reticulable, un segundo componente reticulable y un componente formador de hidrogel. El primer componente reticulable (PEG-A) consistfa en un polvo de PEG-succinimidilo, el segundo polfmero reticulable (PEG-B) consistfa en un polvo de PEG-tiol y el componente formador de hidrogel consistfa en un polvo de gelatina reticulada.

Ejemplo 9: Compresa seca sellante de accion rapida

Se preparo una compresa seca sellante de accion rapida combinando un primer componente reticulable, un segundo componente reticulable y un componente formador de hidrogel. La composicion resultante, una composicion de matriz sellante en polvo, se dispuso sobre una esponja de colageno liofilizado y se calento a 60-70°C durante aproximadamente 1-2 minutos. La matriz de polvo seco se funcion ligeramente a esta temperatura, fijandose a la superficie de la esponja de colageno, formando asf una compresa de matriz sellante. Alternativamente, la composicion de matriz sellante se puede fijar al soporte utilizando agentes aglutinantes u otros excipientes conocidos en la tecnica farmaceutica. En general, la tecnica utilizada para fijar la composicion de matriz sellante al soporte puede depender del primer y del segundo componente y del componente formador de hidrogel en la composicion de matriz sellante. Algunas realizaciones de la compresa de matriz sellante de la presente invencion proporcionan un formato conveniente con el que las composiciones de matriz sellante se pueden manipular y suministrar al sitio quirurgico con una esponja u otro medio de soporte adecuado.

Ejemplo 10: Polvo sellante para tratar una puncion arterial esplenica

Las FIG. 7A-E ilustran la aplicacion de una composicion de matriz sellante para tratar una puncion arterial esplenica de acuerdo con algunas realizaciones de la presente invencion. El cerdo se heparinizo a aproximadamente 3X la lmea base. Tal como se muestra en la FIG. 7A, se realizo una puncion arterial esplenica a un cerdo con una aguja 18g 700. Despues de la puncion se observo una hemorragia excesiva 705 en la arteria 710. Como se muestran en las FIG. 7B y 7C, en el sitio de puncion se aplicaron aproximadamente 700 mg de una composicion de matriz sellante en polvo 720 con una jeringuilla 730, y se apreto ligeramente o se dispuso contra el sitio durante dos minutos con un dedo protegido con un guante 740. El polvo sellante formo un coagulo 750 que detuvo adecuadamente la hemorragia. Cinco minutos despues de la aplicacion, el sitio se irrigo con un dispositivo de irrigacion 760, tal como ilustra la FIG.7D, y el exceso de composicion en polvo se elimino por lavado. Al agarrar el coagulo con forceps, este parecfa adherirse bastante bien al tejido y tener buena integridad. Como muestra la FIG. 7E, el coagulo 750 se retiro 44 minutos despues de su aplicacion despegandolo con forceps 770 y se observo una reanudacion de la hemorragia 715.

Ejemplo 11: Polvo sellante para tratar una reseccion hepatica

Las FIG. 8A-E ilustran la aplicacion de una composicion de matriz sellante para tratar una reseccion hepatica de acuerdo con realizaciones de la presente invencion. Un cerdo se heparinizo a aproximadamente 3X la lmea base. Como se muestra en la FIG.8A, se extirpo al cerdo la punta 800 o borde del lobulo medio del tngado 805 utilizando unas tijeras 810. Despues de la reseccion se observo una hemorragia excesiva 815 en el sitio. Como muestra la FIG. 8B, en el sitio se aplicaron aproximadamente 6 ml (2 g) de una composicion de matriz sellante 820, que se mantuvo en el lugar adecuado con la punta de una jeringuilla 825 durante 2 minutos. Como muestra la FIG. 8C, se puede utilizar un dedo protegido con un guante para comprimir o sujetar el polvo contra la lesion. El polvo sellante formo un coagulo 835 que detuvo adecuadamente la hemorragia. El sitio se irrigo con un dispositivo de irrigacion 840 ocho minutos despues de la aplicacion, tal como ilustra la FIG. 8D. Al agarrar el coagulo con forceps, este parecfa adherirse bastante bien al tejido y tener buena integridad. El coagulo 835 se retiro 28 minutos despues de su aplicacion despegandolo con forceps 845 y se observo una reanudacion de la hemorragia 850.

Ejemplo 12: Polvo sellante para tratar una lesion esplenica

Se produjo una lesion esplenica a un cerdo con un punzon de biopsia tisular de 6 mm y el nucleo de tejido se retiro con unas tijeras. El cerdo se heparinizo a aproximadamente 2,5X la lmea base. Despues de la puncion de tejido, se observo una hemorragia excesiva en el bazo. En la puncion se aplicaron aproximadamente 700 mg (2 ml) de un polvo de composicion de matriz sellante utilizando el borde de una jeringuilla de 12 ml. No se utilizo ninguna compresion para mantener el material en el lugar adecuado. El polvo sellante formo un coagulo que detuvo adecuadamente la hemorragia. El sitio se irrigo 4 minutos despues de la aplicacion. Al agarrar el coagulo con forceps, este parecfa adherirse bastante bien al tejido y tener buena integridad. El coagulo se retiro despegandolo 25 minutos despues de su aplicacion y se observo una reanudacion de la hemorragia.

Ejemplo 13: Prueba de tension mecanica

Se preparo una barrera de matriz sellante sometiendo a reaccion de 0,60 a 0,65 g de un polvo de composicion de matriz sellante con 1 ml de plasma porcino en un molde de plastico. Despues se dejo que la mezcla se endureciera a temperatura ambiente durante aproximadamente 30 minutos. Sobre los dos extremos de un bloque de gel de 3 x 1 x 0,3 cm se aplico una cinta con cola de cianoacrilato para crear espacios de agarre a separar (1 x 1 cm). Los extremos de la cinta se agarraron con los agarres previamente montados. Se utilizo un dispositivo de prueba Chatillon TCD2000 para realizar una prueba de tension estandar al gel rectangular hasta rotura, con el fin de determinar la resistencia a la traccion. Se midieron la fuerza maxima (N) y la desviacion a carga maxima (mm) para extender el gel hasta la rotura. El area superficial efectiva del gel era de 1 x 0,3 cm y la longitud efectiva original del gel era de 1 cm. La resistencia a la traccion del gel sellante era de aproximadamente 15,3 N/cm2. Tambien se llevo a cabo una prueba similar en una composicion de gel que inclrna un primer componente reticulable y un segundo componente reticulable y que no comprendfa ningun componente formador de hidrogel, y la resistencia a la traccion observada fue de aproximadamente 5,1 N/cm2.

Ejemplo 14: Prueba de resistencia al desprendimiento

En algunas realizaciones, un polvo mixto incluye un primer y un segundo componente reticulable y un componente formador de hidrogel, y es autopolimerizante cuando se disuelve en un lfquido fisiologico tal como la sangre u otro fluido corporal. El material se puede adherir firmemente a un tejido u otro sitio de aplicacion mediante union covalente. La resistencia mecanica de la adherencia del tejido se puede examinar utilizando una plantilla mecanica para tirar de una matriz sellante de un tejido tal como piel. En este ejemplo se llevaron a cabo multiples pruebas de traccion despues de la formacion de barreras de matriz sellante de la siguiente manera: Se preparo una serie de polvos de tres componentes que conteman un primer componente reticulable (pentaeritritol poli(etilenglicol) eter tetra-succinimidil glutarato), un segundo componente reticulable (pentaeritritol poli(etilenglicol) eter tetra-tiol) y una gelatina reticulada (FloSealTM) mezclando los componentes reticulables y la gelatina reticulada a tres concentraciones diferentes (10%, 20% y 30% del componente reticulable). De 0,40 g a 0,45 g del polvo de tres componentes se anadieron a aproximadamente 0,6 ml de plasma porcino en un molde de plastico de 3 x 1 x 0,3 cm dispuesto sobre una muestra de piel de pollo y se dejaron endurecer a temperatura ambiente durante aproximadamente 60 minutos. Se formo una barrera de matriz sellante que se adhirio firmemente a la piel. La barrera de matriz sellante formada se pego a una placa que estaba sujeta a un dispositivo de prueba Chatillon TCD200. Se midio la fuerza maxima al desprender la piel de la barrera de matriz sellante. Se observo un incremento de la fuerza de adherencia en una correlacion practicamente lineal con el aumento de la concentracion de la mezcla de PEG (primer y segundo componente reticulable). Los resultados se muestran en la Tabla 4A.

Tabla 4A

Ejemplo 15: Preparacion de colageno fib rila r para coccion en esponja de compresa fusionada

Se preparo una primera muestra de colageno fibrilar de la siguiente manera: 40 g de NaOH se disolvieron en 450 cc de H2O a una temperatura de 25°C. A esta solucion de NaOH se anadieron aproximadamente 50 g de corion bovino en rodajas. El corion se agito durante 80 minutos. La solucion de NaOH se decanto y el corion se lavo con H2O. El corion se disolvio con HCl 2M para ajustar el pH a un valor entre 2,3 y 2,4. La agitacion continuo durante 18 horas. 1.250 ml de colageno espeso en solucion (CIS) se titularon a pH 7,25 con NaOH 1M a 18°C. Se formo fibra de colageno durante un penodo de 10 horas y despues se filtro. Precipitaron 240 ml a pH 7,4 y se reticularon con 33 pl de una solucion de glutaraldehfdo (GA) al 25% a 8°C durante 23 horas. El colageno fibrilar se liofilizo utilizando un Virtis Lyophilizer con un ciclo.

Se preparo una segunda muestra de colageno fibrilar de la siguiente manera: se reticulo colageno fibrilar utilizando 240 g de una solucion viscosa (por ejemplo CIS). La solucion se diluyo anadiendo 6 cc de H2O. El pH se aumento a 9,2 anadiendo aproximadamente 1,8 cc de NaOH 2M. La temperatura de la solucion se ajusto a 8°C y se anadieron 33 pl de GA al 25%. La solucion se agito durante 23 horas y se obtuvieron aproximadamente 54 g de fibras precipitadas. El colageno fibrilar se liofilizo utilizando un Virtis Lyophilizer con un ciclo.

Ejemplo 16: Eliminacion del tampon del componente formador de hidrogel

En algunas realizaciones puede ser deseable retirar la sal fosfato de un componente formador de hidrogel tal como FloSeal™ para que el lfquido circundante pueda influir facilmente en el pH del componente formador de hidrogel. La reticulacion in situ de los componentes formadores de hidrogel puede ayudar a que un compuesto de matriz sellante se adhiera al tejido despues de su aplicacion. En algunos casos, la adhesion puede ser mas eficaz a determinados valores de pH. Por ejemplo, algunos materiales basados en gelatina se pueden adherir mas facilmente a valores de pH inferiores a 6 o 7. El FloSeal™ se lavo con H2O en una relacion de 1:50, y el pH de la suspension espesa se ajusto o acidifico con HCl 0,01M o NaOH 0,01M a un valor entre 2 y 7. La torta de gelatina humeda se filtro y se seco en un horno de ventilacion forzada a 32°C durante 12 a 20 horas y se molio ligeramente con un mortero y una mano de mortero. El polvo de gelatina seca se anadio a una solucion de PEG mixto para la reticulacion in situ. Una suspension espesa se mezclo durante 30 segundos y se aplico inmediatamente a la superficie de un papel de pesaje completamente saturado con 25 mM de tampon de fosfato a pH 7,4. Se registraron los tiempos de polimerizacion, los resultados se muestran en la Tabla 5.

Tabla 5

Ejemplo 17: Preparacion de una torta de PEG

En una realizacion, 0,8 g de polvo de PEG-succinimida y 0,8 g de polvo de PEG-tiol se mezclaron a fondo por agitacion y se dispusieron en un matraz de fondo redondo de 100 ml completamente cargado de N2. El polvo mixto se fundio en un bano de aceite a 40°C - 50°C con agitacion manual suave durante 30 minutos y despues se dejo enfriar. Utilizando una espatula se retiro una pelfcula solida del matraz. En otra realizacion, un polvo mixto de PEG-succinimida y PEG-tiol se disolvio en una solucion acida de colageno (por ejemplo 0,3%) o gelatina (por ejemplo 2%) y se liofilizo. Se cree que el colageno fibrilar o la gelatina pueden ayudar a aflojar la matriz y mejorar el manejo de la torta de PEG.

En una composicion comparativa, 1,2 g de fibra de colageno se disolvieron en 100 cc de HCl a pH 2, se calentaron en un bano de agua a 35°C durante 1 a 2 horas y se diluyeron con HCl a pH 2 para obtener un producto CIS al 3%. En 2 cc de la CIS al 0,3% se disolvieron 0,2 g de PEG-succinimida y 0,2 G de PEG-tiol. La mezcla resultante se vertio en una bandeja y se liofilizo mediante un ciclo de 22 horas para producir una torta de PEG. En otra realizacion, 2 g de gelatina se disolvieron en 100 cc de HCl pH 2 en un bano de agua a 35°C. Cuatro gramos de una mezcla de polvo de PEG de dos componentes se disolvieron en 2 cc de solucion de gelatina y se liofilizaron para obtener una torta de PEG.

En una realizacion relacionada, las tortas de PEG se prepararon liofilizando soluciones mixtas de PEG-SG, PEG-SH y colageno a pH 2. Se llevaron a cabo estudios con animales en capsulas hepaticas escoriadas en un modelo porcino heparinizado. A la superficie del tngado, que estaba sangrando lentamente, se anadieron dos gotas de tampon fosfato 0,2M (pH 9,0). Sobre el lugar se coloco un trozo de torta sin ninguna compresion. Despues de transcurrir 5 y 10 minutos se examino la adhesion de cada una de las tortas de PEG al sitio. Se observo que la actividad de PEG-SG no se reducfa durante el proceso de preparacion y que las tortas de PEG se adhenan al tejido hepatico escoriado por union covalente. En la Tabla 6 se resumen la composicion y el rendimiento in vivo de las muestras analizadas.

Tabla 6

Ejemplo 18: Material de torta de PEG pulverizado

400 mg de CoSeal™ premezclado, 1 g de FloSeal™ (por ejemplo pH 7,1 a 9,5; diametro de partfcula de 70 a 400 pm) y 2 a 3 cc de H2O se combinaron formando una pasta mixta y se liofilizaron bajo un ciclo de 22 horas para formar una torta. Tal como muestra la FIG. 9, la torta 900 se rompio, se machaco y se redujo a un polvo 920, que se dispuso en una jeringuilla 930 (por ejemplo una jeringuilla de 5 cc o 10 cc). La punta 940 de cuerpo de jeringuilla se elimino con una cuchilla, la mezcla en polvo 920 se aplico a una lesion 950 y se observo la actividad de sellado in situ. En los Ejemplos 10-12 se ilustran los resultados. En otra realizacion se preparo una torta a partir de una suspension espesa de tres componentes tal como se describe en la Tabla 7.

Tabla 7

Los resultados de ensayo de ejemplos de formulaciones de acuerdo con algunas realizaciones revelaron las siguientes caractensticas mostradas en la Tabla 8.

Tabla 8

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Ejemplo 19: Preparacion de compresas fundidas de composicion de matriz sellante

Se prepararon compresas de PEG con mezclas previas de CoSealTM fundidas. Se prepararon polvos de tres componentes mezclando polvo FloSealM a valores pH diferentes y CoSealTM premezclado (por ejemplo, los dos componentes PEG en forma de polvo) de acuerdo con diferentes relaciones en peso. Como compresa soporte se utilizaron esponjas de colageno liofilizado para montar la mezcla de tres componentes fundida. En una realizacion, tal como muestra la FIG. 10, sobre una seccion de esponja 1010 de 3 x 3 cm2 se dispusieron de 0,5 a 1 g de composicion de matriz sellante 1000. La esponja y la matriz sellante se cocieron en un horno a una temperatura de 60 a 70°C durante 1 a 2 minutos y se dejaron enfriar en un desecador para reducir al mmimo o evitar el contacto con el aire. Se observo que el polvo de matriz sellante formaba una pelmula gruesa y se urna a la esponja formando una compresa fundida 1020. En realizaciones relacionadas se prepararon varias esponjas, cada una con unas dimensiones de 3 x 3 x 0,3 cm2. Algunas esponjas se revistieron con una mezcla de tres componentes consistente en un primer y un segundo componente reticulable y un componente formador de hidrogel. Otras esponjas se revistieron unicamente con una mezcla de dos componentes consistente en un primer y un segundo componente reticulable. Todas las compresas fundidas se ensayaron in situ en un sitio de lesion hepatica. Los resultados se muestran en la Tabla 9.

Tabla 9

En realizaciones relacionadas se prepararon varias composiciones en polvo. Algunas composiciones inclrnan una mezcla de tres componentes consistente en un primer y un segundo componente reticulable y un componente formador de hidrogel. Otras inclrnan unicamente una mezcla de dos componentes consistente en un primer y un segundo componente reticulable. Todas las composiciones se ensayaron in situ en un sitio de lesion hepatica. Los resultados se muestran en la Tabla 10.

Tabla 10

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Ejemplo 20: Efecto de la radiacion y en el rendimiento in vivo

Se prepararon composiciones de matriz sellante en polvo y montadas sobre esponja y algunas de ellas se sometieron a radiacion y para determinar los efectos de los rayos y en el rendimiento in vivo. No se observo ningun efecto, tal como muestra la Tabla 11.

Tabla 11

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Ejemplo 21: Efecto del pH en el rendimiento in vivo

Se realizaron estudios in vivo para evaluar el efecto del pH de un componente formador de hidrogel y el efecto de los metodos de aplicacion manual en la reticulacion in situ. Se compararon un Floseal™ con pH 6,75 en una primera composicion sellante y un Floseal™ con pH 9,5 en una segunda composicion sellante. En algunos casos, la composicion de matriz sellante se sujeto manualmente contra la lesion y en otros casos se aplico a la lesion o se dispuso sobre la misma sin ninguna sujecion. La composicion que inclrna Floseal™ con pH 6,75 tema un tiempo de reaccion aproximadamente 10 a 30 segundos mayor que la composicion que inclrna Floseal™ con pH 9,5. Los resultados del ejemplo de estudio se muestran en la Tabla 12. Se cree que el pH del componente formador de hidrogel puede desempenar un papel en las primeras etapas de la reaccion de reticulacion. El pH del componente formador de hidrogel puede influir en la velocidad de formacion de gel en un entorno humedo (por ejemplo, un sitio en el que ya se esta produciendo una hemorragia). En algunos casos, si la reticulacion no se produce con suficiente rapidez, la composicion se puede separar del sitio de lesion.

Tabla 12

Ejemplo 22: Utilizacion de SURGIFOAM™ como componente form ador de hidrogel

Mezclas de COH102 en polvo (pentaeritritol tetraquis[1-(1'-oxo-5'succinilpentato)-2-poli(oxietilen)glicol] eter), COH206 en polvo (pentaeritritol tetraquis[mercaptoetil-poli(oxietilen)glicol] eter) y SURGIFOAM™ Absorbable Gelatin Powder (Ethicon, Somerville, NJ) se combinaron en proporciones de 1:1:2, 1:1:4 y 1:1:8 en peso y se rellenaron en jeringuillas de 5 ml modificadas. Las mezclas resultantes consistfan en polvos sueltos esencialmente secos. Dos gramos de cada composicion se aplicaron con compresion suave a una lesion creada por cirugfa (aproximadamente 1 cm x 1 cm x 0,3 cm de profundidad) en el hngado de un cerdo. La compresion de cada una de las composiciones se retiro despues de un minuto. El COH102 y el COH206 de cada composicion reaccionaron entre sf en el entorno humedo de la lesion, creando un hidrogel reticulado que incorporaba el polvo SURGIFOAM™ y que sello ffsicamente el sitio de lesion. No se observo hemorragia en ninguno de los sitios tratados con las composiciones. Despues de irrigar las lesiones tratadas con una solucion salina 5 minutos despues de la aplicacion, segrna sin verse ninguna hemorragia. Dos horas despues, el examen de los sitios tratados tampoco mostro ninguna hemorragia.

Ejemplo 23: Rendimiento in vivo de la composicion de matriz sellante con un agente de coagulacion

Se preparo una composicion de matriz sellante que contema FloSeal™ y CoSeal™ (premezclados) en una relacion en peso 4:1. En algunas realizaciones esta relacion proporciona un nivel de reticulacion eficaz para lograr los niveles deseados de polimerizacion qmmica y adherencia de la composicion al tejido. A la composicion de matriz sellante en polvo se anadio polvo de trombina en diversas concentraciones. La mezcla resultante se ensayo en un estudio con animales que consistfa en calificar las hemorragias en cuadrados de hngado y comparar la eficacia hemostatica de la mezcla resultante con la de las composiciones de matriz sellante que no conteman trombina.

Los materiales de ensayo inclrnan 0,1 g de pentaeritritol tetraquis[mercaptoetil-poli(oxietileno)] eter, 0,1 g de pentaeritritol tetraquis[1-1'-oxo-5'-succinimidilpentanoato)-2-poli(oxietilen)glicol] eter, 0,8 g de partfculas de gelatina reticulada (FloSeal™) y diversas concentraciones (5k, 2,5k, 1,25k y 0,625k u/g) de trombina. En un experimento de mezcla, los cuatro componentes de la mezcla resultante se mezclaron en una mezcladora de tambor. En un experimento de reconstitucion, cuatro ml de solucion de trombina (1.250 u/ml) se mezclaron con 0,8 g de Flo-Seal y despues se liofilizaron durante 22 horas. Despues, la mezcla seca se mezclo con polvo CoSeal™ utilizando una mezcladora de tambor. Sin optar por ninguna teona en particular, se cree que la formulacion de trombina reconstituida contiene moleculas de trombina que penetran en la matriz de FloSeal™ de modo que la trombina puede permanecer en la barrera de matriz sellante para aumentar la eficacia hemostatica. En un experimento con compresa se preparo una compresa montando la mezcla de cuatro componentes resultante (composicion de matriz sellante mas trombina) sobre una esponja Gelfoam, fundiendo la mezcla y dejando que esta se enfriara y solidificara. El horno se ajusto a una temperatura de aproximadamente 60°C a aproximadamente 65°C durante aproximadamente un minuto.

En un ensayo in vivo, un animal fue heparinizado para aumentar el tiempo de coagulacion hasta 3,5 veces mas que la lmea base. Las formulaciones se examinaron sobre el espacio sangrante de un cuadrado de hngado (1 cm x 1 cm x 0,2 cm) que habfa sido producido por cirugfa en un tngado de cerdo. La lesion se irrigo inmediatamente despues de la lectura de 5 minutos para eliminar el polvo en exceso. Las areas de las lesiones tratadas se calificaron despues de 1, 5, 10 y 30 minutos. Los materiales se polimerizaron al entrar en contacto con la sangre y despues se adhirieron firmemente a la lesion. La barrera de matriz sellante obturo mecanicamente las areas sangrantes actuando como un material de sellado mecanico al unirse a los tejidos. En un ensayo in vitro, la trombina se calento a aproximadamente 60°C durante 5 minutos y se comprobo que estaba totalmente activa. En una compresa de Gelfoam preparada se comprobo que se habfa perdido la actividad de trombina.

La Tabla 13 muestra los resultados de una evaluacion aguda in vivo. La hemorragia de las lesiones se califico desde un valor “0”, cuando no habfa hemorragia, hasta un valor “4”, como hemorragia grave. En base a las calificaciones de la hemorragia observada, ninguna de las muestras ensayadas mostro hemorragia. No se observo ninguna ventaja significativa de la adicion de trombina a la composicion de matriz sellante. El uso de trombina no proporciono ningun beneficio en la hemostasia primaria, aunque puede aumentar la hemostasia secundaria/formacion de coagulo y la curacion de la herida.

Tabla 13

Ejemplo 24: Efecto de la concentracion de PEG en la resistencia del gel

La Tabla 14 y la FIG. 11 muestran el efecto de la concentracion de PEG en la resistencia del gel de acuerdo con una realizacion de la presente invencion. Despues de la formacion del gel se llevaron a cabo pruebas de traccion. Los geles se prepararon permitiendo la reaccion del polvo de tres componentes (por ejemplo, la composicion de matriz sellante que incluye un primer y un segundo componente reticulable y un componente formador de hidrogel) en moldes de plastico (3 x 1 x 0,3 cm). A una composicion de matriz sellante en polvo (0,60 - 0,65 g) se anadio plasma porcino (1 ml, Baxter animal number S-264) para iniciar la formacion de gel y despues se dejo que se endureciera a temperatura ambiente durante aproximadamente 30 minutos. En los dos extremos del gel se fijo cinta Scotch utilizando cola de cianoacrilato para crear espacios de agarre a separar (1 x 1 cm). En la prueba de traccion se midieron la fuerza maxima (N) y la desviacion a carga maxima (mm) de extension del gel hasta rotura. El area superficial efectiva del gel era de 1 x 0,3 cm. La longitud efectiva original del gel era de 1,0 cm. La aplicacion de una tension normal a la forma rectangular del gel hasta su rotura mediante un dispositivo de prueba Chatillon TCD200 fue el factor de determinacion de la resistencia a la traccion. Los resultados del ensayo mostraron que una mayor concentracion de polfmero puede aumentar la resistencia del gel de la composicion de matriz sellante.

Tabla 14

Ejemplo 25: Efecto de la concentracion de PEG en la proporcion de hinchamiento

Las FIG. 12, 13 y 14 muestran el efecto de la concentracion de PEG en la proporcion de hinchamiento de acuerdo con una realizacion de la presente invencion. Se llevaron a cabo estudios de hinchamiento para caracterizar los geles de la composicion de matriz sellante. Cuando entra en contacto con un entorno acuoso, el polfmero hidrofilo se hincha formando un hidrogel. Una vez formado un gel, las moleculas de agua se difunden libremente a traves de una red bastante amplia formada por partfculas de FloSeal™ hinchadas. Despues de anadir mas agua, los contactos COH102-COH206 se rompen y las moleculas polimericas individuales se pueden disolver en agua. Se prepararon geles de la composicion de matriz sellante mezclando CoSealTM y FloSeal™ en cuatro concentraciones diferentes (5%, 10%, 20% y 30% p/p) de polfmero y mediante reacciones con la misma cantidad de plasma porcino (1,7 ml/g polvo). El gel se endurecio durante 30 minutos y despues se dejo que se hinchara en una solucion salina a temperatura ambiente. Periodicamente se dreno el tampon y se determino el peso del gel restante. Se controlo el cambio de peso del gel. La proporcion de hinchamiento, Q, se calculo mediante la siguiente ecuacion:

Q = W*/W

donde W* es el peso humedo y W es el peso original. La proporcion de hinchamiento era mayor cuanto mayor era la concentracion de polfmero. Sin optar por ninguna teona en particular, la disminucion aparente de la proporcion de hinchamiento se puede interpretar como una perdida de material de gel a medida que este se erosiona lentamente. El final del experimento se califico como el tiempo en el que el gel se desintegraba en varias partes pequenas o se volvfa tan viscoso y debil que era imposible decantar el tampon libre del gel. El agua continua penetrando hacia el nucleo y finalmente el gel se convierte en una solucion viscosa de PEG y partfculas de gelatina. Se requirieron aproximadamente 2-3 semanas para que todos los materiales se deshicieran (FIG. 14). Parece que el porcentaje de CoSeal™ en una composicion de matriz sellante en polvo puede tener un gran impacto en la estabilidad del gel de la composicion de matriz sellante. La tasa de disolucion del gel de la composicion de matriz sellante vana dependiendo del grado de reticulacion de los polfmeros. Los resultados mostraron que una mayor concentracion de CoSeal™ podfa causar una mayor estabilidad del gel y tambien provocar mas hinchamiento. Es de esperar que la persistencia relativa de este gel in vitro sea similar a la persistencia in vivo.

Los anteriores ejemplos muestran claramente que las composiciones de acuerdo con la presente invencion pueden ser materiales sellantes eficaces. Las composiciones se pueden polimerizar in situ con lfquido fisiologico o sangre y pueden obturar el tejido o adherirse muy firmemente al mismo.

Ejemplo 26: Valoracion de las propiedades hemostaticas de determinadas formulaciones en modelos animales

Formulacion n° 334-77

Un gramo de polvo de PEG-A (pentaeritritol tetraquis[mercaptoetil-polioxietilen] eter, PM 10.000), 1 g de polvo de PEG-B (pentaeritritol tetraquis[1-1'-oxo-5'-succinimidilpentanoato-2-polioxietilenglicol] eter, PM 10.000) y 8 g de FloSeal™ se introdujeron en una botella mezcladora (tamano 50 ml) y esta se cargo en la Inversina Tumbler Mixer para la mezcla. Estos tres componentes se mezclaron durante 10 minutos hasta mezcla completa. Seis jeringuillas (tamano 5 ml) se rellenaron con aproximadamente 1,5 g de la mezcla.

Formulacion n° 334-77-1

Una muestra de 1,5 g de la Formulacion n° 334-77 se monto sobre una pieza de Gelfoam (3 x 4 cm2, Compressed Gelfoam, Upjohn manufactured, NDC 0009-0353-01). El Gelfoam cubierto con la muestra se cocio en un horno de vado a 60-65°C durante 1 minuto hasta que la muestra comenzo a fundirse. Despues se dejo que el material se enfriara y solidificara. Dos piezas de la torta resultante sobre Gelfoam se introdujeron en una bolsa con desecante y esta se cerro hermeticamente.

Formulacion n° 334-77-4

Una muestra de la Formulacion n° 334-77 se monto sobre una pieza de esponja de colageno y se cocio. Las esponjas se prepararon reticulando ligeramente fibras de colageno con una solucion de glutaraldehfdo (5k ppm) y mediante liofilizacion de una solucion de colageno (1,0%) utilizando VirTis Genesis Freeze Dryers. Una compresa de colageno (3 x 4 cm2) se cubrio cuidadosamente con una muestra de 1,5 g de la Formulacion n° 334-77 y despues se calento en un horno de vado a 60-65°C durante 1 minuto hasta que la muestra comenzo a fundirse. Despues se dejo que el material se enfriara y solidificara. Cada compresa de colageno resultante se introdujo en una bolsa con desecante y esta se cerro hermeticamente.

Metodos:

Procedimientos quirurgicos:

Los animales (conejos NZW, hembra, peso aproximado 3 kg) fueron anestesiados y recibieron una heparinizacion intravenosa a una dosis de 4.000 IU/kg 30 min antes de reseccion hepatica parcial.

Modelo de reseccion hepatica:

Se llevo a cabo una laparotoirffa media, se expuso el lobulo izquierdo del fffgado y se sujeto con una pinza. Despues se extirpo parte del lobulo hepatico lateral izquierdo. La hemorragia se controlo mediante la aplicacion del elemento de prueba. El tiempo de aplicacion y endurecimiento se normalizo para que no superara los 300 segundos. La pinza hemostatica se retiro cinco minutos despues, cuando se esperaba haber logrado la hemostasia primaria.

Modelo de abrasion hepatica:

Se llevo a cabo una laparotoirffa media y se expuso el lobulo izquierdo del fffgado. En la superficie del lobulo del fffgado se raspo una lesion circular superficial con un diametro de 2 cm y una profundidad de 2 mm. Esto se llevo a cabo utilizando una maquina taladradora con un accesorio de disco de amolado (taladro-pulidora PROXXON FBS 230/E; tamano de grano P40, velocidad de rotacion 5.000/min). La pequena hemorragia o sangffa vascular o capilar resultante asf generada se trato con una de las formulaciones.

Despues de un peffodo de observacion de 15 minutos, el lobulo hepatico izquierdo se llevo a su posicion original en la cavidad abdominal. Si se lograba la hemostasia, se cerraba el abdomen y se extirpaba el mesenterio (Synthofil® 2/0). La incision muscular y cutanea se suturo por separado utilizando Synthofil® 2/0 como suturas interrumpidas en dos niveles.

Despues de 24 horas, los animales fueron sacrificados anestesiados con una sobredosis de pentobarbital sodico (aproximadamente 320 mg i.v./animal). Despues se llevo a cabo una necropsia. Se inspecciono visualmente el abdomen en cuanto a la presencia de sangre y/o coagulos sangumeos resultantes de una nueva hemorragia. En caso afirmativo, la sangre y/o los coagulos sangumeos se limpiaron utilizando tampones quirurgicos previamente pesados y se determino su peso. En caso de no lograrse la hemostasia, los animales se sacrificaron con una sobredosis de pentobarbital sodico (aproximadamente 320 mg i.v./animal) y solo se evaluaron los criterios principales de valoracion.

Resultados:

El presente estudio tema por objeto evaluar las propiedades hemostaticas de las formulaciones n° 334-88, n° 334-77-1 y n° 334-77-4. Se utilizaron dos modelos de hemostasia muy rigurosos: (1) la reseccion hepatica y (2) el modelo de superficie hepatica en conejos altamente heparinizados.

Despues de aplicar la formulacion n° 334-77 en polvo sobre la herida sangrante se comprobo que era util comprimir la formulacion sobre la superficie de la herida para lograr la hemostasia. Resultaba diffcil lograr esta presion con un guante de latex quirurgico seco, ya que el polvo tema mas adherencia con el guante que con la herida. Sin embargo, la presion se aplicaba mas facilmente con un guante humedo. La formulacion formo una membrana hermetica despues de entrar en contacto con la humedad de la sangre. Despues de la aplicacion, la membrana condujo a una hemostasia en muchos casos, incluso en los modelos rigurosos utilizados en este ejemplo. Si no se lograba una hemostasia completa despues de la primera aplicacion y la herida segrna sangrando debajo de la capa formada, resultaba diffcil detener adecuadamente la hemorragia simplemente mediante la aplicacion de mas formulacion n° 334-77. Puede ser diffcil limitar la aplicacion de la formulacion unicamente al lugar en el que es necesaria para detener la hemorragia, ya que la formulacion en polvo puede caer a la cavidad abdominal y adherirse a la misma si no se pone suficiente cuidado. Por ello resulta util una aplicacion apropiada de la formulacion n° 334-77.

En cambio, la formulacion n° 334-77-4 se pudo aplicar facilmente en una capa de espesor constante sobre un area grande del tejido y con suficiente presion para lograr la hemostasia. La formulacion n° 334-77-4, con la compresa de colageno nativo como soporte, permanecio adherida al lobulo hepatico despues de su aplicacion y actuo como agente hemostatico y adhesivo, pegando la compresa a la herida y la capsula hepatica. Este soporte biodegradable puede hacer que el componente en polvo sea mas eficaz para lograr la hemostasia. El soporte biodegradable tambien puede aportar flexibilidad a la formulacion, permitiendo que esta se curve sobre los bordes de una reseccion durante su aplicacion. Esta formulacion se utilizo para tratar dos animales, uno en el modelo de superficie y otro en el modelo de reseccion. En los dos modelos se logro una hemostasia aguda. Unicamente el animal tratado en el modelo de superficie sobrevivio sin ninguna hemorragia post-operatoria durante 24 horas. El vellon de colageno segrna en el lugar de aplicacion despues de 24 horas. El animal tratado en el modelo de reseccion sangro durante la noche hasta fallecer y el vellon estaba despegado. La diferencia entre los dos experimentos era que en el primer el vellon se comprimio en seco sobre la herida y en el segundo la presion se ejercio con un tampon de gasa humeda. La Tabla 15 muestra los resultados.

Tabla 15

Claims

Reivindicaciones

1. Composicion seca para conseguir la hemostasis o la contencion de otro fluido en un contexto in vivo de matriz para aplicar a un vertebrado con el fin de facilitar la contencion de fluido, que comprende:

un componente formador de hidrogel que actua como absorbente;

un primer componente reticulable que comprende multiples grupos nucleofilos y;

un segundo componente reticulable que comprende multiples grupos electrofilos,

donde el primer componente y el segundo componente se reticulan para formar una matriz poroso que presenta intersticios, y el componente formador de hidrogel es capaz de hidratarse para formar un hidrogel que rellena al menos algunos de los intersticios.

2. Composicion segun la reivindicacion 1, donde el componente formador de hidrogel, el primer componente y el segundo componente estan fijados en un soporte.

3. Composicion segun la reivindicacion 2, donde el soporte opcionalmente es poroso y componente comprende un elemento seleccionado del grupo consistente en una compresa, una lamina, una pelfcula y una esponja.

4. Composicion segun la reivindicacion 2, donde el soporte comprende un elemento seleccionado del grupo consistente en una protema, un carbohidrato y un polfmero sintetico y preferentemente se selecciona del grupo consistente en colageno, fibrina, celulosa y quitosano.

5. Composicion segun la reivindicacion 1, donde el componente formador de hidrogel comprende un polfmero biologico seleccionado del grupo consistente en gelatina, colageno, albumina, hemoglobina, fibrinogeno, fibrina, casema, fibronectina, elastina, queratina, laminina y derivados y combinaciones de los mismos.

6. Composicion segun la reivindicacion 1, donde el primer componente comprende un elemento seleccionado del grupo consistente en una dilisina, una trilisina, una tetralisina, una pentalisina, una dicistema, una tricistema, una tetracistema, una pentacistema y un oligopeptido o polipeptido que comprende dos o mas lisinas o cistemas, y/o el segundo componente comprende dos o mas grupos succinimidilo.

7. Composicion segun la reivindicacion 1, donde el segundo componente comprende un polietilenglicol que contiene un grupo succinimidilo.

8. Composicion segun la reivindicacion 1, donde, bajo condiciones que permiten la reaccion, el primer componente se reticula con el segundo componente, preferentemente donde los componentes primero y segundo reaccionan bajo condiciones in vivo para forma una matriz reticulada y el componente formador de hidrogel absorbe rapidamente un fluido biologico.

9. Composicion segun la reivindicacion 1, donde el componente formador de hidrogel que actua como absorbente proporciona una superficie semi-seca para que los componentes primero y segundo se polimericen, o, bajo condiciones in vivo, el componente formador de hidrogel que actua como absorbente proporciona una superficie semi-seca para que los componentes primero y segundo se reticulen uno con otro y rodeen al tejido.

10. Composicion segun la reivindicacion 1, donde la composicion proporciona un sellante de tejidos para la hemostasis y/o para el sellado de heridas, o la rapida hemostasis en una rotura de tejido humeda, o la hemostasis rapida en un punto de sutura o una puncion de sangrado arterial.

11. Composicion segun la reivindicacion 1, que ademas comprende un agente activo.

12. Composicion segun la reivindicacion 1, que ademas comprende un agente hemostatico seleccionado del grupo consistente en trombina, fibrinogeno y un agente coagulante.

13. Kit que comprende un recipiente y una composicion de polvo mixto dispuesta en el interior del recipiente, comprendiendo dicha composicion:

un componente formador de hidrogel en forma de polvo;

un primer componente reticulable que comprende multiples grupos nucleofilos, estando el primer componente reticulable en forma de polvo; y

un segundo componente reticulable que comprende multiples grupos electrofilos, estando el segundo componente reticulable en forma de polvo;

donde, bajo condiciones que posibilitan la reaccion, los componentes reticulables primero y segundo son capaces de reticularse de forma esencialmente inmediata.

14. Esponja de colageno y una composicion de polvo mixto fijada en la superficie de la esponja, comprendiendo dicha composicion:

un primer componente reticulable que comprende multiples grupos nucleofilos, estando el primer componente reticulable en forma de polvo;

un segundo componente reticulable que comprende multiples grupos electrofilos, estando el segundo componente reticulable en forma de polvo; y

un componente formador de hidrogel en forma de polvo;

donde, bajo condiciones que posibilitan la reaccion, los componentes reticulables primero y segundo son capaces de reticularse de forma inmediata.