ES2881278T3

ES2881278T3 - Recubrimientos bioactivos

Info

Publication number: ES2881278T3
Application number: ES14730561T
Authority: ES
Inventors: Simon Onis; Fanny Burrows; Krishan Kapoor; Alan Rhodes; Ajay Luthra
Original assignee: BioInteractions Ltd
Current assignee: BioInteractions Ltd
Priority date: 2013-04-26
Filing date: 2014-04-28
Publication date: 2021-11-29
Anticipated expiration: 2034-04-28
Also published as: CA3105565C; CA3105562C; BR112015027122A2; US20140322287A1; WO2014174237A1; EP3699220A1; EP2988790A1; CA3117019A1; CN110776610A; CA2910000C; CN105517585B; JP2016526060A; CN114957564A; CA3105562A1; EP3699220C0; AU2014259261A1; CA2910000A1; BR112015027122B1; EP2988790B1; CA3105565A1

Abstract

Un compuesto que comprende un polímero, un agente antitrombogénico y un agente antimicrobiano, en donde el agente antitrombogénico y el agente antimicrobiano se unen covalentemente al polímero y en donde el agente antimicrobiano comprende un grupo guanidina y el agente antitrombogénico comprende un grupo heparina.

Description

DESCRIPCIÓN

Recubrimientos bioactivos

Campo de la invención

El campo técnico se refiere a los polímeros antimicrobianos y antitrombogénicos, los compuestos, los recubrimientos y los materiales que contienen los mismos, así como los artículos preparados o recubiertos con los mismos y los métodos de preparación de los mismos.

Antecedentes

En los últimos años, los materiales antimicrobianos se han usado ampliamente como recubrimiento para diversas superficies, especialmente aquellos que se usan en aplicaciones médicas. Estos recubrimientos reducen la probabilidad de complicaciones basadas en la infección. También se han usado materiales antiincrustantes para recubrir estas superficies y reducir la probabilidad de complicaciones relacionadas con el dispositivo.

El documento WO99/16475 divulga materiales biológicamente activos que se pueden incorporar (ya sea mediante enlace químico o mediante incorporación física) en un polímero para formar un polímero modificado y que se seleccionan de una lista que incluye heparina y antimicrobianos.

Sumario de la invención

En el presente documento, se describen materiales poliméricos que se pueden recubrir sobre diversos artículos y pueden proporcionar propiedades antimicrobianas potenciadas y una adhesión de las plaquetas reducida. Estos materiales poliméricos se pueden usar para preparar o recubrir una gama de dispositivos médicos. Las realizaciones de la presente invención incluyen polímeros que comprenden un resto antimicrobiano y uno antitrombogénico unidos a la misma cadena principal polimérica o una mezcla polimérica que comprende un polímero con un resto antimicrobiano y un polímero con un resto antitrombogénico.

La invención aborda la tarea de proporcionar polímeros que comprenden tanto un componente antimicrobiano como un componente antitrombogénico donde se halla, sorprendentemente, que los componentes individuales no son excluyentes entre sí en su funcionalidad y proporcionan, de este modo, una actividad antimicrobiana potenciada. Se ha hallado que los polímeros y las mezclas poliméricas descritas en el presente documento tienen una actividad antimicrobiana sorprendentemente superior a la de los polímeros actualmente en uso, en especial en lo que respecta a la lucha contra bacterias gramnegativas (por ejemplo, Pseudomonas aeruginosa).

Se puede observar que un componente no trombogénico, generalmente, tiene la propiedad de no potenciar la unión de proteínas/plaquetas ni activar las plaquetas, es decir, este se puede considerar un fenómeno pasivo para prevenir la formación de coágulos; mientras que un componente antitrombogénico se puede considerar un fenómeno activo, uno donde (por ejemplo) la heparina y otros polisacáridos, incluyendo los glicosaminoglicanos, desempeñan un papel específico en la prevención de la formación de coágulos.

De manera más específica, la invención proporciona compuestos, recubrimientos poliméricos, dispositivos médicos, métodos para la preparación de un polímero y mezclas de polímeros, a la vez tal como se expone en las reivindicaciones adjuntas.

En un aspecto, la invención proporciona un compuesto que comprende un polímero, un agente antitrombogénico y un agente antimicrobiano, en donde el agente antitrombogénico y el agente antimicrobiano se unen covalentemente al polímero. En algunos casos preferidos, el polímero puede comprender grupos vinílicos polimerizados, grupos alílicos, grupos metacrilato, grupos acrilato o combinaciones de los mismos. El polímero también puede comprender un copolímero.

Cualquiera o ambos del agente antitrombogénico y el agente antimicrobiano pueden ser grupos colgantes. Los grupos colgantes incluyen grupos que se acoplan a la cadena principal de un polímero. Tal acoplamiento se puede lograr mediante la copolimerización de restos (especies adecuadas, tales como monómeros, oligómeros y similares) para producir estructuras de polímeros de cadena más larga con grupos colgantes directamente, o en fases, tal como mediante la formación inicial de un polímero, que puede ser en sí mismo un copolímero, a partir de especies adecuadas, y el acoplamiento de grupos funcionales colgantes posteriormente. En un compuesto según la invención, el agente antitrombogénico y el agente antimicrobiano se pueden unir cada uno covalentemente al polímero con un grupo de acoplamiento. En algunas realizaciones, el grupo de acoplamiento comprende un grupo óxido de polietileno, un grupo amina, un grupo éter o una combinación de los mismos.

El agente antitrombogénico comprende un grupo heparina, que puede comprender adecuadamente un derivado de heparina, una amina de heparina, una sal de heparina, un sulfato de heparina, un sulfato de heparán, un metacrilato de heparina, un metacrilato de complejo de heparina-sal de amonio cuaternario, una sal de metacrilato de heparina o un metacrilato de poli(etilen glicol) de heparina.

El agente antimicrobiano comprende un grupo guanidina. Los grupos guanidina preferidos pueden comprender un grupo biguanida, un grupo poliamino propil biguanida, un grupo poli(hexametilen biguanida) o un grupo clorhexidina.

En los compuestos, polímeros y métodos de la invención, la relación del número de los restos del agente antitrombogénico respecto al número de los restos del agente antimicrobiano en el polímero (es decir, su relación molar) puede ser de manera útil entre aproximadamente 1:3 y aproximadamente 1:25 o entre aproximadamente 1:6 y aproximadamente 1:20.

Los compuestos de la invención pueden comprender, además, un grupo lubricante y/o un grupo antiincrustante unido covalentemente al polímero. Los grupos lubricantes y los grupos antiincrustantes o no incrustantes son grupos que tienen efectos lubricantes o antiincrustantes o no incrustantes, respectivamente, en el entorno en el que se desarrolla la invención en un momento relevante. Por tanto, un grupo lubricante incluye un grupo o resto que reduce el coeficiente de fricción de un compuesto o recubrimiento de la invención, en un entorno relevante, cuando se compara con un compuesto o recubrimiento correspondiente sin tal grupo o resto. De manera correspondiente, los grupos antiincrustantes o no incrustantes mitigan o impiden la deposición y adhesión de entidades biológicas y/o químicas sobre una superficie. La invención también se extiende a los recubrimientos poliméricos que comprenden los compuestos de la invención. Tal recubrimiento polimérico puede comprender un compuesto de la invención mezclado con un lubricante y/o un compuesto antiincrustante o no incrustante.

En las realizaciones preferidas de la invención, el recubrimiento polimérico puede incluir un lubricante que comprende un grupo N-vinil pirrolidona y/o un grupo metacrilato de glicerol. En las realizaciones preferidas adicionales, el recubrimiento polimérico puede incluir un compuesto antiincrustante que comprende uno o más de fosforilcolina de metacriloiloxietilo, fosfato de 2-((2-(metacriloiloxi)etil)dimetilamonio)etil 2-metoxietilo, fosfato de 2-((2-(metacriloiloxi)etil)dimetilamonio)propil 2-metoxietilo o una combinación de los mismos.

La invención se extiende a los dispositivos médicos en los que se explotan tales compuestos o recubrimientos y, de manera específica, a los dispositivos médicos que tienen un recubrimiento según la invención. Tales dispositivos médicos pueden incluir, pero sin limitación, un vaso sanguíneo artificial, una endoprótesis cardíaca, una endoprótesis venosa, una endoprótesis arterial, una endoprótesis de riñón, una endoprótesis de uréter, una válvula, una valva de válvula cardíaca, una derivación, un dispositivo cardíaco, un marcapasos, un catéter transcutáneo, una vía de diálisis o una vía para quimioterapia. Los compuestos y el recubrimiento se aplicarán, típicamente, a las superficies de los dispositivos que se van a exponer, en uso, a los entornos biológicos, tales como fluidos, tejidos y similares.

La invención se extiende, además, a un método para la preparación de un polímero, que comprende polimerizar una mezcla de un agente antimicrobiano y un agente antitrombogénico, en donde el agente antimicrobiano comprende un primer precursor de cadena principal con un compuesto antimicrobiano unido covalentemente y un primer grupo polimerizable y el agente antitrombogénico comprende un segundo precursor de cadena principal con un compuesto antitrombogénico unido covalentemente y un segundo grupo polimerizable. En los casos adecuados, el método comprende, además, añadir un iniciador de radicales libres a la mezcla.

En determinados métodos preferidos, el primer grupo polimerizable y/o el segundo grupo polimerizable comprende grupos vinílicos polimerizables, grupos alílicos, grupos metacrilato, grupos acrilato o una combinación de los mismos.

El compuesto antimicrobiano comprende un grupo guanidina, tal como un grupo biguanida, un grupo poliaminopropil biguanida, un grupo poli(hexametilen biguanida), un grupo polihexametilen guanidina o un grupo clorhexidina.

La invención proporciona, además, una mezcla de polímeros que comprende un polímero antimicrobiano mezclado con un polímero antitrombogénico; en donde el polímero antimicrobiano comprende una primera cadena principal, un primer grupo de acoplamiento unido covalentemente a la primera cadena principal y un grupo antimicrobiano unido covalentemente al primer grupo de acoplamiento; y en donde el polímero antitrombogénico comprende una segunda cadena principal, un segundo grupo de acoplamiento unido covalentemente a la segunda cadena principal y un grupo antitrombogénico unido covalentemente al segundo grupo de acoplamiento.

El método de la invención puede comprender, además, hacer reaccionar un grupo lubricante y/o un grupo antiincrustante con un precursor de cadena principal adicional, que puede ser un tercer precursor de cadena principal, que comprende un grupo de acoplamiento y un tercer grupo polimerizable para formar un agente aditivo, y mezclar el agente aditivo con la mezcla antes de la polimerización.

En la mezcla de polímeros, la primera cadena principal y/o la segunda cadena principal pueden comprender preferentemente grupos vinílicos polimerizados, grupos alílicos, grupos metacrilato, grupos acrilato o una combinación de los mismos.

El término "agente", tal como se usa en las reivindicaciones y la descripción del presente documento, en las expresiones "agente antitrombogénico", "agente antimicrobiano", "agente terapéutico", "agente lubricante", "agente funcional antiincrustante" y similares, se extiende no solo a los compuestos como tales, incluyendo, pero sin limitación, monómeros y polímeros, sino también a las partes correspondientemente activas de los compuestos, tales como los radicales y grupos, que tienen la propiedad correspondiente.

Breve descripción de las figuras

La Figura 1 es una serie de fotografías de microscopía óptica que representan la adhesión de las plaquetas sobre poliuretano sin recubrimiento, poliuretano recubierto con polímero de polihexametilen biguanida al 90 %: polímero de heparina al 10% y poliuretano recubierto con polímero de polihexametilen biguanida al 75%: polímero de heparina al 25 %.

La Figura 2 es un gráfico de la turbidez de las soluciones asociadas a catéteres que comprenden un recubrimiento de polímero de combinación, un recubrimiento de polímero antimicrobiano o ningún recubrimiento.

La Figura 3 es una serie de fotografías de microscopía óptica que representan la adhesión de las plaquetas sobre poliuretano sin recubrimiento y poliuretano recubierto con uno de los dos polímeros.

La Figura 4 es un gráfico de la turbidez de las soluciones asociadas a catéteres que comprenden ningún recubrimiento, un recubrimiento de polímero antimicrobiano o un recubrimiento de combinación que comprende heparina, cuando se desafía con Pseudomonas aeruginosa.

La Figura 5 es un gráfico de la turbidez de las soluciones asociadas a catéteres que comprenden ningún recubrimiento, un recubrimiento de polímero antimicrobiano o una combinación de recubrimiento que comprende heparina, cuando se desafía con Enterococcus faecalis.

La Figura 6 es un gráfico de la turbidez de las soluciones asociadas a catéteres que comprenden ningún recubrimiento, un recubrimiento de polímero antimicrobiano o un recubrimiento de combinación que comprende heparina, cuando se desafía con Escherichia coli.

La Figura 7 es un gráfico de la turbidez de las soluciones asociadas a catéteres que comprenden ningún recubrimiento, un recubrimiento de polímero antimicrobiano o un recubrimiento de combinación que comprende heparina, cuando se desafía con Staphylococcus aureus.

La Figura 8 es un gráfico de la turbidez de las soluciones asociadas a catéteres que comprenden ningún recubrimiento, un recubrimiento de polímero antimicrobiano o un recubrimiento de combinación que comprende heparina, cuando se desafía con Staphylococcus aureus.

La Figura 9 es un gráfico de la turbidez de las soluciones asociadas a catéteres que comprenden ningún recubrimiento, un recubrimiento de polímero antimicrobiano o un recubrimiento de combinación que comprende heparina, cuando se desafía con Pseudomonas aeruginos.

La Figura 10 es un gráfico de la adhesión de las plaquetas para superficies recubiertas con un polímero antimicrobiano, un polímero de combinación o un polímero mezclado.

La Figura 11 es una microscopía óptica que representa la adhesión de las plaquetas para el poliuretano sin recubrimiento.

La Figura 12 es una microscopía óptica que representa la adhesión de las plaquetas para el poliuretano recubierto con un polímero de combinación.

La Figura 13 es un gráfico de la actividad de la heparina superficial para un polímero de combinación a lo largo del tiempo.

Descripción detallada

Los polímeros son moléculas formadas mediante la repetición de unidades más pequeñas que a veces se denominan monómeros. Los polímeros se preparan, típicamente, mediante esquemas químicos especiales que hacen que los monómeros reaccionen químicamente entre sí para formar cadenas moleculares que pueden variar en longitud de moléculas cortas a muy largas. Los polímeros se pueden ensamblar en materiales más grandes; por ejemplo, muchos polímeros se pueden conectar entre sí para formar un hidrogel. Los polímeros pueden estar reticulados o pueden estar libres de reticulaciones. Las reticulaciones son enlaces covalentes que conectan una cadena de polímero a otra.

Los grupos antitrombogénicos y antimicrobianos pueden ser grupos colgantes, que se eligen y acoplan independientemente a la cadena principal de polímero. Los diversos grupos colgantes se acoplarán independientemente a la cadena principal de polímero de modo que el polímero comprenda la cadena principal de polímero y una pluralidad de los grupos colgantes. Además, otros grupos colgantes se pueden acoplar al polímero o el polímero puede estar libre de grupos colgantes, además de los grupos antitrombogénicos y/o antimicrobianos. Las composiciones de polímeros, generalmente, tienen una distribución de pesos moleculares que, generalmente, se puede caracterizar por una propiedad promedio. El polímero, o la cadena principal de polímero, puede variar en peso desde, por ejemplo, un mínimo de 100 Daltons o un mínimo de 1.000 Daltons, hasta un máximo de, por ejemplo, 1.000.000 Daltons o 10.000.000 Daltons. Por tanto, los intervalos de pesos moleculares de ejemplo para el polímero, o para la cadena principal de polímero, de 100 a 10.000.000 Daltons o de 1.000 a 1.000.000 Daltons, resultan posibles. El polímero altamente reticulado puede no caracterizarse fácilmente por un peso molecular, pero el polímero puede caracterizarse entonces por la cadena de polímero dentro del polímero y un grado de reticulación. La cantidad del grupo antitrombogénico o antimicrobiano, que puede ser un grupo colgante, se puede variar libremente, por ejemplo, de aproximadamente el 0,1 % a aproximadamente el 99 % en p/p del compuesto total que incluye el grupo colgante. En realizaciones adicionales, la concentración (es decir, la proporción en peso) del grupo colgante antitrombogénico respecto al peso total del polímero puede ser de al menos el 1 % o al menos el 1,5 % y puede ser no mayor del 8 % o no mayor del 20 %. Por tanto, los intervalos de concentración para el grupo antitrombogénico incluyen, por ejemplo, de aproximadamente el 1 % a aproximadamente el 20 % o de aproximadamente el 1,5 % a aproximadamente el 8 %. En realizaciones adicionales, la concentración (proporción en peso) del grupo colgante antimicrobiano respecto al peso total del polímero puede ser de al menos el 2 % o al menos el 6 % y puede ser no mayor del 7 %, el 8 % o el 10%. Por tanto, los intervalos de concentración para el grupo antimicrobiano incluyen, por ejemplo, de aproximadamente el 2 % a aproximadamente el 10 % o de aproximadamente el 6 % a aproximadamente el 7 % u 8 %. Los expertos apreciarán inmediatamente que se contemplan todos los valores e intervalos dentro de los límites expresamente indicados. A fin de lograr estos intervalos, por ejemplo, el compuesto de monómero se puede polimerizar a partir de un estado concentrado o mezclarse con diversos otros monómeros para la polimerización. No obstante, se puede seleccionar un polímero que sirva como cadena principal de polímero y se puede adornar ligera o fuertemente con grupos colgantes antitrombogénicos/antimicrobianos, así como otros grupos colgantes.

La Figura 1 muestra una serie de tres fotografías de microscopía óptica (microfotografías), cada una de ellas realizada con un aumento de x400, de la adhesión de las plaquetas de un poliuretano sin recubrimiento (Figura 1A), un poliuretano recubierto con un polímero de polímero-PHMB al 90 % (donde PHMB indica polihexametilen biguanida) y polímero de heparina al 10 % (Figura 1B) y un poliuretano recubierto con un polímero de polímero-PHMB al 75 % y polímero de heparina al 25 % (Figura 1C), después de la exposición a 1x105 plaquetas/pl de plasma rico en plaquetas (PRP en inglés). Resulta evidente que cada uno de los recubrimientos de combinación reduce la adhesión de las plaquetas.

La Figura 2 es un gráfico que muestra la turbidez mediada por biopelícula para catéteres de hemodiálisis recubiertos con polímeros antimicrobianos o de combinación (heparina antimicrobiano) y desafiados con Pseudomonas aeruginosa. De manera específica, la Figura 2 muestra la turbidez de las soluciones asociadas a sustratos recubiertos con polímeros de combinación (polímero combinatorio 33, indicado como A, y polímero combinatorio 46, indicado como B), polímeros antimicrobianos (indicados como C) y sin recubrimiento (D).

(A) Catéter de diálisis de poliuretano con doble luz 14Fr recubierto con un polímero de combinación de bajo contenido de heparina

(B) Catéter de diálisis de poliuretano con doble luz 14Fr recubierto con un polímero de combinación de alto contenido de heparina

(C) Catéter de diálisis de poliuretano con doble luz 14Fr recubierto con polímero antimicrobiano

(D) Catéter de diálisis de poliuretano con doble luz 14Fr sin recubrimiento

El sustrato se trata con una fuente bacteriana, se le da una cantidad de tiempo adecuada para que la bacteria se adhiera a la superficie y, a continuación, se enjuaga. A continuación, el sustrato tratado se coloca en solución y se deja que las bacterias proliferen. Después de un período de tiempo establecido, se mide la densidad óptica (OD en inglés) de la solución. Una OD más alta indica que existen más bacterias presentes en la solución y, por lo tanto, existen más bacterias presentes en el sustrato. Se puede observar, en la Figura 2, que los polímeros de combinación proporcionan mejoras significativas en las propiedades antimicrobianas con respecto a P. aeruginosa tanto sobre los sustratos sin recubrimiento como los sustratos recubiertos con un polímero antimicrobiano solo.

La Figura 3 es una serie de tres fotografías de microscopía óptica (microfotografías con x400) de la adhesión de las plaquetas de un poliuretano sin recubrimiento (Figura 3A), un poliuretano recubierto con el polímero de combinación 33 (Figura 3B) y un poliuretano recubierto con el polímero de combinación 44 (Figura 3C), tal como se ensaya en la Figura 2 después de la exposición a 1x105 plaquetas/pl de PRP. Se observa que los recubrimientos de combinación reducen la adhesión de las plaquetas.

El Ejemplo 1 describe la síntesis de un monómero antitrombogénico. Generalmente, un monómero (por ejemplo, metacrilato de poli(etilen glicol)) que comprende un grupo polimerizable (por ejemplo, metacrilato) con un grupo de acoplamiento (por ejemplo, poli(etilen glicol)) se activa y, a continuación, se mezcla con el grupo antitrombogénico deseado, típicamente en una forma activa, tal como una sal. A continuación, se purifica el monómero. Se usa un proceso similar al del Ejemplo 1 para crear el monómero antimicrobiano en los Ejemplos 4-6, 39 y 43.

El Ejemplo 2 describe el proceso para la formación de complejos con el monómero antitrombogénico si es necesario para proteger el grupo funcional o facilitar la disolución del monómero. El monómero/polímero se puede descomplejar, tal como se describe en el Ejemplo 3.

El Ejemplo 7 describe el proceso para la sintetización de un polímero de combinación. En general, el monómero antitrombogénico o el monómero antimicrobiano se mezcla con uno o más comonómeros, se desgasifica y se calienta hasta la temperatura de reacción. A continuación, se añade el iniciador de polimerización, seguido del monómero antitrombogénico o el monómero antimicrobiano que falta. Se deja que la reacción avance durante un período de tiempo determinado y, a continuación, se interrumpe. A continuación, se purifica el polímero resultante. Se usa un proceso similar al del Ejemplo 7 para crear polímeros de combinación en los Ejemplos 8-14, 40 y 44.

El Ejemplo 15 describe el proceso para la sintetización de un polímero antimicrobiano. En general, el monómero antimicrobiano se mezcla con uno o más comonómeros, se desgasifica y se calienta hasta la temperatura de reacción.

A continuación, se añade el iniciador de polimerización. Se deja que la reacción avance hasta una viscosidad deseada y, a continuación, se interrumpe. A continuación, se purifica el polímero resultante. Se usa un proceso similar al del Ejemplo 15 para crear polímeros antimicrobianos en el Ejemplo 16.

El Ejemplo 17 describe el proceso para la sintetización de un polímero antitrombogénico. En general, el monómero antitrombogénico se mezcla con uno o más comonómeros, se desgasifica y se calienta hasta la temperatura de reacción. A continuación, se añade el iniciador de polimerización. Se deja que la reacción avance hasta una viscosidad deseada y, a continuación, se interrumpe. A continuación, se purifica el polímero resultante. Se usa un proceso similar al del Ejemplo 17 para crear polímeros antitrombogénicos en los Ejemplos 18-20.

Los Ejemplos 21-27 describen un posible proceso para el recubrimiento de un sustrato con un recubrimiento polimérico usando curado por calor, curado por UV y recubrimiento por inmersión.

El Ejemplo 28 describe el método para someter a ensayo las propiedades antimicrobianas de sustratos recubiertos. Generalmente, las piezas de ensayo se exponen a un medio particular (para permitir la adhesión de proteínas, etc.), tal como plasma, sangre u orina, etc., durante un punto temporal predeterminado, a continuación, se lavan las piezas y, a continuación, se ponen en el protocolo de ensayo. El protocolo de ensayo incubó eficazmente el dispositivo con microorganismos vivos, lavó el dispositivo para retirar las "bacterias presentes en la solución", permitió que el componente activo tuviera tiempo suficiente para la "destrucción" y, a continuación, lo transfirió a un medio de crecimiento donde los microorganismos viables en el dispositivo proliferaran en las células hijas en solución, aumentando, por tanto, la turbidez del medio de crecimiento que, a continuación, se puede medir mediante densidad óptica.

El Ejemplo 29 describe el método para someter a ensayo la adhesión de las plaquetas de un sustrato. Generalmente, las piezas de ensayo pueden (o no) exponerse a un medio particular (para permitir la adhesión de proteínas, etc.), tal como plasma, sangre u orina, etc., durante un punto temporal predeterminado, a continuación, se lavan las piezas y, a continuación, se ponen en el protocolo de ensayo. El protocolo de ensayo consiste en exponer las piezas tratadas a un plasma que contiene una determinada concentración de plaquetas y dejar que reposen durante una noche.

El Ejemplo 30 describe el método para someter a ensayo la actividad de la heparina.

El Ejemplo 31 describe el procedimiento general para someter a ensayo la actividad de diversos recubrimientos contra Pseudomonas aeruginosa. El método es similar al descrito con respecto a la Figura 2. La Figura 4 (turbidez mediada por biopelícula para catéteres de hemodiálisis recubiertos con polímeros antimicrobianos o de combinación (antimicrobiano heparina) y desafiados con Pseudomonas aeruginosa) muestra los resultados del Ejemplo 31 y resulta evidente a partir de este gráfico que los recubrimientos de combinación muestran una actividad antimicrobiana sorprendentemente superior con respecto a tanto el catéter sin recubrimiento como al polímero antimicrobiano contra Pseudomonas aeruginosa.

Los Ejemplos 32-36 se llevan a cabo de manera similar al Ejemplo 31. La Figura 5 (turbidez mediada por biopelícula para catéteres de hemodiálisis recubiertos con polímeros antimicrobianos o de combinación (antimicrobiano heparina) y desafiados con Enterococcus faecalis) muestra los resultados del Ejemplo 32 y resulta evidente a partir de este gráfico que los recubrimientos de combinación muestran una actividad antimicrobiana superior con respecto al catéter sin recubrimiento contra Enterococcus faecalis. La Figura 6 (turbidez para catéteres de hemodiálisis recubiertos con polímeros antimicrobianos o de combinación (antimicrobiano heparina) y desafiados con Escherichia coli después de una incubación con plasma durante una noche) muestra los resultados del Ejemplo 33 y resulta evidente a partir de este gráfico que los recubrimientos de combinación con un alto contenido de heparina muestran una actividad antimicrobiana sorprendentemente superior con respecto a tanto el catéter sin recubrimiento como al polímero antimicrobiano contra Escherichia coli. La Figura 7 (turbidez para catéteres de hemodiálisis recubiertos con polímeros antimicrobianos o de combinación (antimicrobiano heparina) y desafiados con Staphylococcus aureus después de una incubación con plasma durante una noche) muestra los resultados del Ejemplo 34 y resulta evidente a partir de este gráfico que los recubrimientos de combinación con un alto contenido de heparina muestran una actividad antimicrobiana sorprendentemente superior con respecto a tanto el catéter sin recubrimiento como al polímero antimicrobiano contra Staphylococcus aureus. La Figura 8 (actividad de polímero mezclado y polímero antimicrobiano (en catéteres de hemodiálisis de poliuretano) contra Staphylococcus aureus después de una incubación con plasma) muestra los resultados del Ejemplo 35 y resulta evidente a partir de este gráfico que los recubrimientos de combinación muestran una actividad antimicrobiana superior con respecto al catéter sin recubrimiento contra Staphylococcus aureus. La Figura 9 muestra los resultados del Ejemplo 36 y resulta evidente a partir de este gráfico que los recubrimientos de combinación muestran una actividad antimicrobiana superior con respecto al catéter sin recubrimiento contra Pseudomonas aeruginosa.

El Ejemplo 37 somete a ensayo la adhesión de las plaquetas, tal como se ha descrito anteriormente, para superficies recubiertas con polímeros antimicrobianos, de combinación (antimicrobiano heparina) o mezclados (antimicrobiano heparina). Los resultados se muestran en la Figura 10-12.

El Ejemplo 38 describe la actividad de la heparina a lo largo del tiempo para un polímero de combinación. Los resultados (actividad de heparina superficial (mediante IIa) para tiras de PUR recubierto de polímero de combinación (alto contenido de heparina) durante una incubación en serie de 16 semanas en PBS) se muestran en la Figura 13.

Los Ejemplos 41-42, 45 y 46 describen el proceso para la polimerización de un monómero antimicrobiano. En general, el monómero antimicrobiano se mezcla con uno o más comonómeros, se desgasifica y se calienta hasta la temperatura de reacción. A continuación, se añade el iniciador de polimerización. Se deja que la reacción avance hasta un nivel deseado de viscosidad y, a continuación, se interrumpe. A continuación, se purifica el polímero resultante.

Los grupos funcionales antimicrobianos son capaces de destruir, prevenir la proliferación o inhibir o al menos ralentizar sustancialmente el crecimiento de clases de microorganismos susceptibles. Los microorganismos incluyen, pero sin limitación necesaria, bacterias, virus, hongos, levaduras, algas y otras formas de vida. Los grupos funcionales antimicrobianos incluyen grupos guanida y grupos biguanida.

Los grupos guanida tienen una parte del compuesto con la Fórmula general:

De conformidad con la invención, R1, R2, R3 y R4 se eligen independientemente de un grupo que consiste en hidrógeno, cadenas de alquilo sustituidas o no sustituidas, cicloalquilos sustituidos o no sustituidos, arilos sustituidos o no sustituidos, alcoxis sustituidos o no sustituidos, amidinas y aminas.

Los grupos biguanida son un subgrupo de guanida y tienen una parte del compuesto con la Fórmula general:

De conformidad con la invención, R1, R2, R3 y R4 se eligen independientemente de un grupo que consiste en hidrógeno, cadenas de alquilo sustituidas o no sustituidas, cicloalquilos sustituidos o no sustituidos, arilos sustituidos o no sustituidos, alcoxis sustituidos o no sustituidos, amidinas y aminas. Las combinaciones de R1, R2, R3 y R4 preferidas incluyen aquellas expuestas para las guanidas anteriormente.

Los grupos antimicrobianos adecuados con grupos biguanida y/o guanida incluyen poli(guanidas), poli(biguanidas), poli(hexametilen biguanida) y clorhexidina.

Los grupos funcionales antitrombogénicos reducen la cantidad de formación de trombos en el cuerpo, generalmente, después de la introducción de un objeto extraño. Los polisacáridos son polímeros preparados a partir de combinaciones de monómeros de azúcar. Algunos polisacáridos tienen propiedades antitrombogénicas, incluyendo los glicosaminoglicanos, la heparina y sus derivados. Los grupos funcionales antitrombogénicos adecuados incluyen grupos heparina.

Los grupos heparina son polisacáridos que tienen una parte del compuesto con la Fórmula general:

Los derivados de los grupos funcionales antitrombogénicos también son adecuados para su uso como grupo funcional antitrombogénico. Los derivados son compuestos que se pueden derivar del compuesto original mediante algún proceso químico o físico. Generalmente, estos son similares en estructura al compuesto original y poseen características similares. En algunas realizaciones, el grupo funcional antitrombogénico puede ser un derivado de heparina. Los derivados de heparina, por ejemplo, incluyen heparina de benzalconio, sulfato de heparina, sulfato de heparán, heparina de amonio, bencil éster de heparina, heparina de calcio, heparina de litio, heparina de sodio, sal de heparina, heparina de bajo y alto peso molecular, heparina sulfatada, heparina aminada, metacrilato de heparina, metacrilato de complejo de heparina-sal de amonio cuaternario, sal de metacrilato de heparina y metacrilato de polietilen glicol de heparina.

Un grupo polimerizable es un grupo funcional que se puede hacer reaccionar para formar un polímero. Los grupos polimerizables se pueden polimerizar mediante polimerización por radicales libres, polimerización por adición o polimerización por condensación. Diversos monómeros que contienen grupos polimerizables se divulgan en los documentos US 6.127.348, US 6.121.027, US 7.771.743, PCT GB9701173, US 6.096.798, US 6.060.582, 5.993.890; 5.945.457; 5.877.263; 5.855.618; 5.846.530; 5.837.747; 5.783.570; 5.776.184; 5.763.504; 5.741.881; 5.741.551; 5.728.751; 5.583.213; 5.512.329; 5.462.976; 5.344.455; 5.183.872; 4.987.181; 4.331.697; 4.239.664; 4.082.727; la publicación de EE. UU. 2003/0021762 y las patentes europeas 049.828 A1 y B1. Los grupos polimerizables adecuados adicionales incluyen óxido de poli(etileno), polietilen glicol, polivinil pirrolidinona, poliacrilato, polimetilacrilato, óxido de polialquileno, ácido metacrílico u otros monómeros vinílicos, un cloruro de acilo, por ejemplo, cloruro de metacriloílo, un isocianato, o metacrilato de 2-isocianatoetilo, un metacrilato de poli(etilen glicol) electrófilo (PEGMA en inglés). Si se usa PEGMA, el PEGMA se hace electrófilo mediante la reacción del mismo con epiclorhidrina en primer lugar para acoplar un grupo epóxido al PEGMA. A continuación, el epóxido se puede hacer reaccionar con la amina en un grupo funcional. El epóxido también se puede hacer reaccionar con otros grupos funcionales, tales como -OH, -COOH, etc. Asimismo, el PEGMA se puede hacer reaccionar con carbonildiimidazol para dar un grupo reactivo que se puede hacer reaccionar adicionalmente con -NH, -OH, -COOH.

La polimerización por radicales libres, en general, se realiza con un grupo vinílico o alílico, incluyendo acrilatos y metacrilatos. Un monómero se puede polimerizar por sí mismo o con comonómeros que también experimenten una polimerización por radicales libres. Los ejemplos de comonómeros incluyen uno o más de: acrilatos, metacrilatos, metacrilato de 2-hidroxietilo, metacrilato de hidroxipropilo, metacrilato de n-butilo, metacrilato de ferc-butilo, metacrilato de n-hexilo, metacrilato de 2-metoxietilo, metacrilato de poli(hexanida), metacrilato de óxido de polietileno de poli(hexanida) o metacrilato de poli(hexanida) derivatizado con alquilo, macrómero de óxido de polietileno derivatizado con heparina, monómero de ácido vinil sulfónico, monómeros que comprenden poli(etilen glicol), monómeros de N-vinil pirrolidona, metacrilato de 4-benzoilfenilo, carbonato de alil metilo, alcohol alílico, isocianato de alilo y fosforilcolina de metacriloiloxietilo.

En algunas realizaciones de la invención, los grupos antimicrobianos y/o antitrombogénicos se unen covalentemente a sus respectivos grupos polimerizables a través de un grupo de acoplamiento. Estos grupos de acoplamiento son, generalmente, una parte del precursor de cadena principal y contienen un grupo reactivo que se hace reaccionar con las aminas o los hidróxidos deseados para formar los monómeros, por ejemplo, monómeros que contienen grupos vinílicos o alílicos, por ejemplo, metacrilato de polihexametilen biguanida. Existe una diversidad de opciones químicas para la preparación de la conexión. Por ejemplo, el grupo de acoplamiento puede ser una cadena de hidrocarburo sustituida o no sustituida que varía de 1 a 13 carbonos, un alquilo sustituido o no sustituido, un arilo sustituido o no sustituido, un cicloalquilo sustituido o no sustituido, un cicloalquenilo sustituido o no sustituido, un heterociclo sustituido o no sustituido, un alquenilo sustituido o no sustituido, una cadena funcional que comprende un éster, una cadena funcional que comprende una amida, una cadena funcional que comprende una urea, una cadena funcional que comprende un carbonato, una cadena funcional que comprende un carbamato, una cadena funcional que comprende un poli(óxido de etileno) y una cadena funcional que comprende un polímero de óxido de poli(propileno). El término sustituido o la expresión no sustituido se usa para describir un grupo funcional químico que se puede sustituir por sí mismo con uno o más grupos sustitutos adicionales. Estos grupos sustitutos adicionales pueden incluir heteroátomos, tales como O, N o S. Sin embargo, el número, la posición de sustitución y el tipo de sustituyente unido no se limitan específicamente, a menos que se indique específicamente. Los grupos de acoplamiento adecuados adicionales incluyen grupos, tales como grupos hidroxilo, carboxilo, anhídrido, isocianato, alilo, vinilo, acrilato, metacrilato, epóxido, sulfónico o sulfato. La conexión con el polímero puede ser mediante enlace covalente (incluyendo el injerto) o mediante enlace iónico. El enlace químico con un átomo de nitrógeno de amina secundaria por medio de isocianato da como resultado una conexión de urea sustituida, o por medio de isotiocianato da como resultado una conexión de tiourea sustituida, o por medio de epóxido da como resultado una amina beta-hidroxil terciaria, o por medio de cloruro de ácido da como resultado una amida N,N-disustituida, o por medio de anhídrido de ácido da como resultado una amida N,N-disustituida, o por medio de aldehído o cetona da como resultado hemiaminales o aminales N,N-disustituidos, dependiendo del aldehído o la cetona, o por medio de enlaces insaturados da como resultado una conexión de amina terciaria.

Un polímero es una molécula compuesta de subunidades repetidas. Las subunidades se denominan comúnmente unidad monomérica o mero. El término monómero se usa, típicamente, para referirse a una subunidad química que se puede hacer reaccionar para preparar un polímero. Los polímeros de solo unas pocas unidades monoméricas se denominan a veces oligómeros. El término polímero incluye los significados de homopolímero, copolímero, terpolímero, copolímero de bloques, copolímero aleatorio y oligómero. Un polímero puede incluir un bloque. Una serie de unidades monoméricas idénticas juntadas entre sí forma un bloque. Un polímero puede no tener bloques o tener una pluralidad de bloques. Un copolímero es un polímero que tiene al menos dos unidades monoméricas diferentes. Algunos copolímeros tienen bloques, mientras que otros tienen estructuras aleatorias, y algunos copolímeros tienen tanto bloques como regiones de unión de copolímero aleatorio. Los copolímeros se pueden preparar a partir de monómeros reactivos, oligómeros, polímeros u otros copolímeros.

Las técnicas de polimerización por radicales libres son herramientas poderosas para la preparación de polímeros. En esta técnica, los monómeros en una solución se activan para formar radicales libres. Un monómero con un radical libre se hace reaccionar con otro monómero, formando un enlace covalente, y ese otro monómero se activa para formar un radical libre. La reacción en cadena resultante se usa para formar polímeros. Existen otras maneras de formar polímeros, así como técnicas para incluir polímeros u oligómeros en el proceso de preparación de un nuevo polímero. Estos son bien conocidos por parte de los expertos y existen muchos de tales procesos de uso común. Un proceso para la preparación de un copolímero es juntar otros dos polímeros entre sí (polímeros precursores, o precursores, en este contexto), típicamente mediante el uso de grupos funcionales en los dos precursores que se pueden hacer reaccionar entre sí para formar un enlace covalente. Uno de cada uno de los dos polímeros precursores se podría juntar de un extremo a otro para preparar un copolímero o los precursores se podrían hacer reaccionar para preparar polímeros que tuvieran muchos de los precursores juntados entre sí. Se pueden usar dos o más precursores de polímero. Los procesos detallados en el presente documento para la preparación de polímeros también se pueden usar para preparar copolímeros. Además, los polímeros, tal como se describen en el presente documento, pueden tener grupos químicos adicionales, por ejemplo, polímeros, en su cadena principal. En la ciencia de los polímeros, la cadena principal o cadena fundamental de un polímero es la serie de átomos unidos covalentemente que, entre sí, crean la cadena continua de la molécula.

Por consiguiente, las realizaciones de la invención incluyen polímeros con grupos antimicrobianos y grupos antitrombogénicos que son copolímeros. Los copolímeros pueden comprender uno o más de diversos polímeros. Diversos polímeros incluyen, por ejemplo: polímeros hidrófilos, polímeros hidrófobos, óxidos de polialquileno, óxido de polietileno, poliéteres y polivinilpirrolidona. Tal como resulta evidente, diversos polímeros incluyen, por ejemplo, polímeros preparados con los grupos polimerizables que se exponen en el presente documento y que no se repiten en este caso por motivos de brevedad.

El polímero puede estar reticulado o puede estar libre de reticulaciones. Las reticulaciones son enlaces covalentes que conectan una cadena de polímero a otra. Las realizaciones incluyen polímeros (un término que incluye copolímeros) que están reticulados con un reticulante polifuncional. Un reticulante polifuncional, tal como se usa el término en el presente documento, es una molécula que comprende dos o más grupos reactivos que formarán un enlace covalente con el polímero. Algunas realizaciones incluyen reticulantes polifuncionales que tienen entre 2 y 100 grupos reactivos; los expertos apreciarán inmediatamente que se contemplan todos los intervalos y valores entre los intervalos explícitamente indicados, por ejemplo, los límites inferiores de 3 o 5 o los límites superiores de 50 o 95, por lo que los intervalos adecuados pueden estar entre 3 y aproximadamente 50 o entre 5 y aproximadamente 95. Los ejemplos incluyen vinilos, epóxidos, aldehídos, iminas, isocianatos, benzofenonas, aziridinas, maleimidas, diimidas, carbodiimidas y succinimidas. Los reticulantes adecuados adicionales incluyen ácido vinil sulfónico, metacrilato de glicidilo y otros grupos funcionales epóxido, metacrilato de alcohol (HEMA en inglés) y metacrilato de 4-benzoilfenilo. Estos grupos funcionales se pueden proporcionar en un polímero que comprenda un grupo antimicrobiano o antitrombogénico o en moléculas de reticulantes polifuncionales separadas. Por ejemplo, los grupos reactivos se pueden colocar sobre una cadena principal de polietilen glicol, polivinil pirrolidinona, poliacrilato, polimetilacrilato u óxido de polialquileno. El reticulante se puede añadir a una solución del polímero o ponerse en contacto de otro modo con el polímero. La reticulación tendrá lugar al mezclarse o se puede activar cuando se desee, dependiendo de la química particular implicada. El reticulante polifuncional puede ser parte de una masa fundida o solución que comprenda el polímero o se puede añadir antes, o después, de que tal polímero se ponga en contacto con una superficie.

La invención se puede llevar a cabo y las realizaciones se pueden realizar, mediante el siguiente proceso. En general, un monómero de cadena principal que comprende el grupo de acoplamiento deseado se hace reaccionar con la posición de amina deseada en el precursor antimicrobiano. El producto resultante es un grupo polimerizable enlazado a un agente antimicrobiano mediante un grupo de acoplamiento, formando un monómero antimicrobiano. De manera similar, un monómero de cadena principal que comprende el grupo de acoplamiento deseado se hace reaccionar con la posición de amina o hidróxido deseada en el precursor antitrombogénico. El producto resultante es un grupo polimerizable enlazado a un agente antitrombogénico mediante un grupo de acoplamiento, formando un monómero antitrombogénico. A continuación, el monómero antitrombogénico y el monómero antimicrobiano se mezclan entre sí en la relación deseada y se hacen reaccionar mediante un método adecuado para formar un polímero que comprende agentes tanto antimicrobianos como antitrombogénicos. En algunas realizaciones, la relación molar deseada del monómero antitrombogénico respecto al monómero antimicrobiano es no mayor de 1:3, o no menor de 1:25 o entre aproximadamente 1:3 y 1:25. En realizaciones adicionales, la relación molar deseada del monómero antitrombogénico respecto al monómero antimicrobiano está entre aproximadamente 1:6 y 1:25, o entre aproximadamente 1:3 y 1:20 o entre aproximadamente 1:6 y 1:20. Una persona con experiencia habitual en la materia reconocerá que los intervalos adicionales se contemplan y se encuentran dentro de la presente divulgación. Se contemplan todos los valores e intervalos dentro de los límites expresamente indicados. En realizaciones adicionales, el monómero antimicrobiano y el monómero antitrombogénico se polimerizan por separado y, a continuación, se mezclan en las relaciones deseadas descritas anteriormente.

En algunas realizaciones, la polimerización se produce mediante un proceso de radicales libres. En general, el monómero antitrombogénico o el monómero antimicrobiano se mezcla con uno o más comonómeros, se desgasifica y se calienta hasta la temperatura de reacción. La temperatura de reacción puede estar por encima de aproximadamente 60 °C, o de aproximadamente 60 °C a aproximadamente 80 °C o de aproximadamente 65 °C a aproximadamente 75 °C. A continuación, se añade el iniciador de polimerización (por ejemplo, persulfato de potasio), seguido del monómero antitrombogénico o monómero antimicrobiano faltante. Se deja que la reacción avance durante un período de tiempo determinado y, a continuación, se interrumpe. Se puede dejar que la reacción avance durante al menos 20 minutos, durante aproximadamente 20 minuto a aproximadamente 40 minutos, durante aproximadamente 25 minuto a aproximadamente 30 minutos, durante no más de aproximadamente 90 minutos o durante no más de aproximadamente 60 minutos. A continuación, se purifica el polímero resultante. Una persona con experiencia habitual en la materia reconocerá que los intervalos adicionales se contemplan y se encuentran dentro de la presente divulgación. Se contemplan todos los valores e intervalos dentro de los límites expresamente indicados.

En realizaciones adicionales, los monómeros antimicrobianos y antitrombogénicos se pueden polimerizar por separado. En general, el monómero antimicrobiano se mezcla con uno o más comonómeros, se desgasifica y se calienta hasta la temperatura de reacción. A continuación, se añade el iniciador de polimerización. Se deja que la reacción avance hasta una viscosidad deseada y, a continuación, se interrumpe. A continuación, se purifica el polímero resultante. El monómero antitrombogénico se mezcla con uno o más comonómeros, se desgasifica y se calienta hasta la temperatura de reacción. La temperatura de reacción puede estar por encima de aproximadamente 60 °C, de aproximadamente 60 °C a aproximadamente 80 °C o de aproximadamente 65 °C a aproximadamente 75 °C. A continuación, se añade el iniciador de polimerización (por ejemplo, persulfato de potasio). Se deja que la reacción avance hasta una viscosidad deseada y, a continuación, se interrumpe. A continuación, se purifica el polímero resultante. A continuación, los dos polímeros se mezclan entre sí en una relación deseada. Una persona con experiencia habitual en la materia reconocerá que los intervalos adicionales se contemplan y se encuentran dentro de la presente divulgación. Se contemplan todos los valores e intervalos dentro de los límites expresamente indicados.

En algunas realizaciones, el precursor antimicrobiano es un compuesto que comprende un grupo biguanida, siendo la posición de amina deseada una parte del grupo biguanida. En tales realizaciones, el precursor antimicrobiano puede ser una sal de clorhidrato que comprende un grupo biguanida. La sal se puede neutralizar en primer lugar con una base fuerte. El grupo biguanida se hace reaccionar, a continuación, con un monómero de cadena principal que comprende el grupo de acoplamiento deseado, tal como se muestra en el Esquema de reacción 1, a continuación. En realizaciones adicionales, el precursor antimicrobiano es un compuesto que comprende un grupo biguanida, siendo la posición de amina deseada un grupo amina primaria, cianoamina o cianoguanidina, que no forma parte del grupo biguanida. En tales realizaciones, el precursor antimicrobiano puede ser una sal de clorhidrato que comprende un grupo biguanida. El precursor se hace reaccionar con un monómero de cadena principal que comprende el grupo de acoplamiento deseado sin neutralizar en primer lugar la sal, tal como se muestra en el Esquema de reacción 2, a continuación.

En algunas realizaciones, el precursor antitrombogénico es un compuesto que comprende un grupo heparina, comprendiendo el grupo heparina un hidróxido o una amina primaria. En tales realizaciones, el precursor antitrombogénico se hace reaccionar con un monómero de cadena principal activado que comprende el grupo de acoplamiento deseado, tal como se muestra en el Esquema de reacción 3. El grupo heparina se puede someter a formación de complejos con benzalconio antes de las reacciones. Si el grupo heparina se somete a formación de complejos, este se puede descomplejar antes de su uso como recubrimiento. El monómero de cadena principal se puede activar mediante la reacción con una amida, tal como se muestra en el Esquema de reacción 3.

Ċ

Esquema de reacción 1: Reacción en el grupo biguanida Esquema de reacción 3: Reacción de la heparina

Un recubrimiento es una sustancia que proporciona una cobertura completa o parcial de un elemento. Un recubrimiento puede ser una capa individual o puede ser más de una capa, comprendiendo cada capa el mismo compuesto o compuestos diferentes. En algunas realizaciones, el recubrimiento tendrá únicamente una capa con el polímero antimicrobiano/antitrombogénico o la mezcla de polímeros junto con cualquier otro compuesto deseado. La capa puede consistir esencialmente en el polímero o la mezcla de polímeros antimicrobianos/antitrombogénicos. En realizaciones adicionales, el recubrimiento tendrá múltiples capas, consistiendo al menos una capa esencialmente en el polímero o la mezcla de polímeros antimicrobianos/antitrombogénicos. Cuando una capa consiste esencialmente en el polímero o la mezcla de polímeros, el polímero o la mezcla de polímeros es al menos aproximadamente el 90 % en peso de la capa. En algunas realizaciones, el polímero o la mezcla de polímeros puede ser al menos aproximadamente el 93 %, 95 % o 97 % de la capa en peso. Los intervalos adicionales se contemplan y se encuentran dentro de la presente divulgación. Se contemplan todos los valores e intervalos dentro de los límites expresamente indicados.

En algunas realizaciones, puede resultar deseable polimerizar los compuestos de polímeros descritos en el presente documento con el material del dispositivo médico directamente. En otras realizaciones, los copolímeros se pueden disolver en solución para recubrirse sobre dispositivos médicos usando cualquier método de recubrimiento en solución adecuado, incluyendo recubrimiento por inmersión, recubrimiento por pulverización (ultrasónico, electrostático o térmico) o recubrimiento por inmersión con curado por UV, o se pueden recubrir por inmersión y reticularse con un reticulante polifuncional (por ejemplo, poliaziridinas y poliisocianatos).

Los aparatos médicos adecuados para el recubrimiento incluyen dispositivos médicos, tales como lentes de contacto, catéteres para acceso vascular (tanto arterial como venoso), tubos de la cavidad abdominal, bolsas de drenaje y conectores de diversos tipos, catéteres, bolsas de sangre, diálisis u otras membranas, guantes quirúrgicos, instrumentos quirúrgicos, injertos vasculares, endoprótesis, lentes de contacto y lentes intraoculares, estuches para lentes de contacto, botellas, aparatos de diagnóstico, oxigenadores, válvulas y bombas cardíacas, vasos sanguíneos artificiales, endoprótesis cardíacas, endoprótesis venosas, endoprótesis arteriales, endoprótesis renales, endoprótesis de uréter, valvas de válvulas cardíacas, derivaciones, dispositivos cardíacos, incluyendo marcapasos y catéteres transcutáneos, vías de diálisis o vías para quimioterapia.

En algunas realizaciones, los polímeros pueden comprender grupos colgantes o comonómeros adicionales y/o se pueden mezclar con otros polímeros o compuestos para dar a los recubrimientos propiedades beneficiosas adicionales. Estos compuestos y grupos colgantes adicionales incluyen lubricantes, compuestos hidrófilos y grupos colgantes, compuestos no incrustantes, agentes terapéuticos y reticulantes.

Se pueden hallar ejemplos de comonómeros en la solicitud de patente de EE. UU. n.° 2011/0274821 "Heparin Coatings" de Luthra. et al. Los monómeros para su mezclado con los macrómeros de polisacárido pueden incluir, pero sin limitación, monómeros con grupos hidroxilo (por ejemplo, metacrilato de hidroxietilo), monómeros con grupos glicerol (por ejemplo, monometacrilato de glicerol, dimetacrilato de glicerol y trimetacrilato de glicerol), monómeros con grupos polioxialquilen éter (por ejemplo, metacrilato de polietilen glicol y metacrilato de polipropilen glicol), monómeros con grupos vinilo (por ejemplo, N-vinil pirrolidona), monómeros con grupos bipolares (por ejemplo, fosfato de 2-metacriloiloxietil-2-(trimetil amonio), monómeros con grupos silicona (por ejemplo, metacriloxipropil tris(trismetilsiloxi)silano y otros metacrilatos o acrilatos de silicona), monómeros que tienen grupos sulfato (por ejemplo, ácido vinil sulfónico), monómeros que tienen grupos sulfonato (por ejemplo, metacrilato de sulfatoetilo de amonio) y monómeros de heparina, tal como se citan en la patente PCT GB9701173 y la patente de EE.UU. n.° 6.096.798.

Los lubricantes como clase son, en general, grupos o restos que reducen el coeficiente de fricción. Los lubricantes útiles incluyen N-vinil pirrolidona, glicerol, metacrilato de glicerol, glicoles, metacrilato de polietilen glicol, fosforil colina y derivados de los mismos. Se pueden hallar ejemplos de lubricantes adecuados en la patente de EE. UU. n.° 6.287.707 "Biocompatible Lubricious Hydrophilic Materials for Medical Devices" de Luthra et al.

Un lubricante adecuado que se divulga en la misma es un material biocompatible, lubricante e hidrófilo que comprende un terpolímero del 5 al 25 por ciento en moles de un monómero polimerizable (1) que tiene una unidad de óxido de polietileno con un grado promedio de polimerización de 5 a 18 y un enlace doble de carbono-carbono polimerizable, del 5 a 30 por ciento en moles de un monómero polimerizable (2) que tiene una unidad de óxido de polietileno con un grado promedio de polimerización de 19 a 65 y un enlace doble de carbono-carbono polimerizable y del 45 al 90 por ciento en moles de un metacrilato de alquilo (3):

[CH2-C(R)-CO-[-O-CH2-CH2-k-O-R] CH2-C(R)-CO-(-O-CH2-CH2-)n2-O-R1 (1)

donde n1 es de 5 a 18 y [cada] R y R1 son [es] independientemente H o CH3

[CH2=C(R)-CO-[-O-CH2-CH2-]n2-O-R] CH2=C(R)-CO-(-O-CH2-CH2-)n1-O-R1 (2)

donde n2 es de 19 a 65 y [cada] R y R1 son [es] independientemente H o CH3

CH2=C(CH3)-CO2-(CH2)m-CH, (3)

donde m es de 3 a 17. Los monómeros (1) y (2) son hidroxi o, preferentemente, acrilatos de metoxi polietilen glicol o, preferentemente, metacrilatos y proporcionan los restos hidrófilos en el terpolímero. El monómero (3), que varía desde el butilo hasta el metacrilato de octadecilo, proporciona los restos hidrófobos. Las proporciones molares preferidas de (1), (2) y (3) son aproximadamente del 15 % de cada uno de (1) y (2) y del 70 % de (3). En términos de peso, las proporciones del 6 al 20 % de (1), del 40 al 80 % de (2) y del 10 al 50 % de (3) son, generalmente, adecuadas. Se prefiere que el monómero (1) tenga unidades de óxido de polietileno con un grado de polimerización n1 de 5 a 12, más especialmente un grado de polimerización n1 de 5 a 10. Se prefiere que el monómero (2) tenga unidades de óxido de polietileno con un grado de polimerización n2 de 20 a 50, más especialmente un grado de polimerización n2 de 22 a 48. Se prefiere que el monómero (3) sea metacrilato de n-butilo. Los lubricantes adecuados adicionales incluyen N-vinil pirrolidona.

Los grupos hidrófilos son bien conocidos en la técnica y la expresión se entiende bien. Los grupos hidrófilos adecuados incluyen N-vinil pirrolidona, glicerol, metacrilato de glicerol, glicoles, metacrilato de polietilen glicol, fosforil colina y derivados de los mismos. También se pueden hallar ejemplos de grupos y compuestos hidrófilos adecuados en la publicación de EE.UU. n.° US2013/0053470 "Biocompatible, Biomimetic Ampholyte Materials" de Raisin-Dadre et al. Por ejemplo, un compuesto de anfolito representado mediante la Fórmula general:

General

en donde R1, R2 y R3 se eligen independientemente del grupo que consiste en

(a) un grupo alquilo,

(b) un grupo arilo,

(c) un grupo cicloalquilo,

(d) un grupo cicloalquenilo,

(e) un grupo heterociclo, y

(f) un grupo alquenilo,

en donde m y p varían independientemente de 0 a 13, indicando una m de 1 a 13 una cadena de hidrocarburo denominada cadena de m-hidrocarburo e indicando una p en un intervalo de 1 a 13 una cadena de hidrocarburo denominada cadena de p-hidrocarburo, y en donde Z representa (a) un carbono con un enlace doble con el compuesto (b), un grupo representado mediante una Fórmula general de

en donde X representa un hidrógeno o un metilo e Y representa un oxígeno en un resto de éster o una amina secundaria en un resto de amida.

Los compuestos no incrustantes adecuados incluyen poli(etilen glicol) y metoxi éter poli(etilen glicol), fosforilcolina de metacriloiloxietilo y fosfato de 2-((2-(metacriloiloxi)etil)dimetilamonio)etil 2-metoxietilo y otros agentes que impiden la deposición y adhesión de entidades biológicas y químicas sobre una superficie. Se conocen numerosos ejemplos en la técnica.

Los agentes terapéuticos se pueden mezclar con el recubrimiento de polímero para permitir la administración localizada de compuestos bioactivos.

En algunas realizaciones, el monómero antimicrobiano adopta la estructura representada en las estructuras 1-4, a continuación. En algunas realizaciones de las estructuras 1-4, n es de 1 a 30 y p es de 1 a 10.000. X es un metilo o hidrógeno. En realizaciones adicionales, n puede ser de 5 a 15. En realizaciones adicionales, p puede ser de 5 a 50. Estos intervalos se pueden combinar.

En algunas realizaciones, el monómero antimicrobiano adopta la estructura representada en la estructura 5. En algunas realizaciones de la estructura 5, n es de 1 a 30 y m es de 1 a 10.000. X es un metilo o hidrógeno. En realizaciones adicionales, n puede ser de 5 a 15. En realizaciones adicionales, m puede ser de 3 a 6. Estos intervalos se pueden combinar.

En algunas realizaciones, el monómero antimicrobiano adopta la estructura representada en la estructura 6. En algunas realizaciones de la estructura 6, n es de 1 a 30, m es de 1 a 10 y p es de 1 a 10.000. X es un metilo o hidrógeno. En realizaciones adicionales, n puede ser de 5 a 15. En realizaciones adicionales, m puede ser de 3 a 6. En realizaciones adicionales, p puede ser de 5 a 50. Estos intervalos se pueden combinar.

En algunas realizaciones, el monómero antimicrobiano adopta la estructura representada en la estructura 7. En algunas realizaciones de la estructura 7, n es de 1 a 30, m es de 1 a 10 y r es de 0 a 10. X es un metilo o hidrógeno. En realizaciones adicionales, n puede ser de 5 a 15. En realizaciones adicionales, m puede ser de 3 a 6. En realizaciones adicionales, r puede ser de 2 a 5. Estos intervalos se pueden combinar.

En algunas realizaciones, el monómero antimicrobiano adopta la estructura representada en la estructura 8. En algunas realizaciones de la estructura 8, n es de 1 a 30, m es de 1 a 10, p es de 1 a 10.000 y r es de 0 a 10. X es un metilo o hidrógeno. Y es una cadena de hidrocarburo sustituida o no sustituida que puede contener o no heteroátomos. En realizaciones adicionales, n puede ser de 5 a 15. En realizaciones adicionales, m puede ser de 3 a 6. En realizaciones adicionales, p puede ser de 5 a 50. En realizaciones adicionales, r puede ser de 2 a 5. Estos intervalos se pueden combinar.

En algunas realizaciones, el monómero antimicrobiano adopta la estructura representada en la estructura 9. En algunas realizaciones de la estructura 9, n es de 1 a 30, m es de 1 a 10, r es de 0 a 10 y s es de 0 a 20. X es un metilo o hidrógeno. En realizaciones adicionales, n puede ser de 5 a 15. En realizaciones adicionales, m puede ser de 3 a 6. En realizaciones adicionales, r puede ser de 2 a 5. En realizaciones adicionales, s puede ser de 1 a 5. Estos intervalos se pueden combinar.

En algunas realizaciones, el monómero antimicrobiano adopta la estructura representada en la estructura 10. En algunas realizaciones de la estructura 10, n es de 1 a 30, m es de 1 a 10 y s es de 0 a 20. X es un metilo o hidrógeno. En realizaciones adicionales, n puede ser de 5 a 15. En realizaciones adicionales, m puede ser de 3 a 6. En realizaciones adicionales, s puede ser de 1 a 5. Estos intervalos se pueden combinar.

En algunas realizaciones, el grupo antimicrobiano adopta la estructura representada en las estructuras 11 y 12, a continuación. En algunas realizaciones de las estructuras 11 y 12, n es de 1 a 30. En algunas realizaciones de las estructuras 11 y 12, m es una cadena de hidrocarburo de 1 a 6 carbonos. La cadena puede estar sustituida o no. En algunas realizaciones de las estructuras 11 y 12, p es una cadena de hidrocarburo de 1 a 6 carbonos. La cadena puede estar sustituida o no. En realizaciones adicionales, n puede ser de 5 a 15. Estos intervalos se pueden combinar.

Las realizaciones de las estructuras 11 y 12 se pueden derivatizar con un conector y una funcionalidad de metacrilato en la funcionalidad de guanida o en el extremo de la cadena.

Estructura 12

En algunas realizaciones, el monómero antimicrobiano adopta la estructura representada en las estructuras 13 y 14. En algunas realizaciones de las estructuras 13 y 14, n es de 1 a 30. X es un metilo o hidrógeno. Y es una cadena de hidrocarburo sustituida o no sustituida que puede contener o no heteroátomos. En determinadas realizaciones, Y se puede omitir por completo. En realizaciones adicionales, n puede ser de 5 a 15. Estos intervalos se pueden combinar.

En algunas realizaciones, el monómero antitrombogénico adopta la estructura representada en la estructura 15. En algunas realizaciones de la estructura 15, n es de 1 a 10000. X es un metilo o hidrógeno. Y es un heteroátomo, un nitrógeno o un átomo de oxígeno. R1 y R2 son cadenas de hidrocarburos sustituidas o no sustituidas que pueden contener o no heteroátomos. En determinadas realizaciones, Y se puede omitir por completo. En realizaciones adicionales, n puede ser de 5 a 50. En realizaciones adicionales, la heparina puede ser heparina de benzalconio, sulfato de heparina, sulfato de heparán, heparina de amonio, bencil éster de heparina, heparina de calcio, heparina de litio o heparina de sodio. La heparina se puede reemplazar mediante derivados de heparina, incluyendo metacrilato de heparina, metacrilato de complejo de heparina-sal de amonio cuaternario, sal de metacrilato de heparina y metacrilato de polietilen glicol de heparina.

En algunas realizaciones, el monómero antitrombogénico adopta la estructura representada en la estructura 16. X es un metilo o hidrógeno. Y es una cadena de hidrocarburo sustituida o no sustituida que puede contener o no heteroátomos. En realizaciones adicionales, la heparina puede ser heparina de benzalconio, sulfato de heparina, sulfato de heparán, heparina de amonio, bencil éster de heparina, heparina de calcio, heparina de litio o heparina de sodio. La heparina se puede reemplazar mediante derivados de heparina, incluyendo metacrilato de heparina, metacrilato de complejo de heparina-sal de amonio cuaternario, sal de metacrilato de heparina y metacrilato de polietilen glicol de heparina.

Los siguientes Ejemplos no limitantes ilustran diferentes aspectos de la invención.

Ejemplos

Ejemplo 1: síntesis de metacrilato de poli(etilen glicol) de heparina

Se disolvieron 1,25 g de carbonildiimidazol (CDI) en 10 ml de diclorometano anhidro en un matraz cónico de 100 ml. Se disolvieron 2,5 g de metacrilato de poli(etilen glicol) en 10 ml de diclorometano anhidro, la mezcla se mezcló en un embudo cuentagotas de 25 ml y se añadió gota a gota al CDI en el matraz cónico a temperatura ambiente durante un período de aproximadamente 1 hora. Se dejó agitar la mezcla durante 2 horas adicionales. A continuación, el diclorometano se retiró con evaporación rotatoria.

Se disolvieron 12,5 g de heparina de sodio (12-14 kDa) en 75 ml de agua pura. En el matraz cónico, se añadieron 30 ml de agua pura al metacrilato de poli(etilen glicol) activado por CDI de anteriormente. A continuación, la mezcla se añadió a la solución acuosa de heparina de sodio y se dejó en agitación a temperatura ambiente durante 16 horas.

Después del período de 16 horas, la mezcla de heparina se precipitó dos veces en tetrahidrofurano y dos veces en acetona.

A continuación, la heparina derivatizada con metacrilato de poli(etilen glicol) se secó en un horno de vacío en pequeñas pellas durante 8 horas a ~ 40-50 °C.

Como alternativa, el pH de la solución se puede ajustar hasta 8,5-9 una vez que se mezclan la heparina y el metacrilato de poli(etilen glicol) activado por CDI entre sí. A continuación, el pH se puede reajustar hasta 7 una vez que se completa la reacción.

Ejemplo 2: complejo de benzalconio-heparina

Se disolvieron 10 g de heparina de sodio en 60 ml de agua. Se disolvieron 30 g de cloruro de benzalconio en 100 ml de agua.

Una vez totalmente disuelta y enfriada, la solución de cloruro de benzalconio se añadió a la solución acuosa de heparina de sodio para precipitar el complejo de heparina-benzalconio.

El precipitado de color blanco se agitó durante 10 minutos y, a continuación, se dejó reposar.

El precipitado de color blanco se filtró y se lavó con agua a fondo para retirar cualquier material de partida soluble en agua.

El precipitado de color blanco se disolvió en isopropanol y se volvió a precipitar en agua, se filtró y se lavó a fondo con agua.

El precipitado se suspendió en agua y se dializó en agua con un corte de peso molecular de 3.500 Daltons y, a continuación, se liofilizó para recuperar un polvo de color blanco del complejo de heparina de sodio-benzalconio. El metacrilato de poli(etilen glicol) de heparina del Ejemplo 1 también se puede someter a formación de complejos con cloruro de benzalconio usando el mismo método que el anterior.

Ejemplo 3: complejo de heparina-benzalconio, descomplejado en solución

El complejo de metacrilato de poli(etilen glicol) de heparina-benzalconio o el complejo de metacrilato de heparinabenzalconio se introdujo en una solución acuosa de cloruro de sodio (2,1 M). A lo largo del tiempo, se disolvió el sólido. Una vez disuelta, la solución acuosa se precipitó en acetona y se lavó adicionalmente con acetona para aislar el metacrilato de poli(etilen glicol) de heparina o el metacrilato de heparina descomplejado.

El precipitado de color blanco se secó en un horno de vacío.

Ejemplo 4: síntesis de metacrilato de poli(hexanida) (PHMB-MA)

El clorhidrato de poli(hexanida) se dializó frente a agua con un corte de peso molecular de 3.500 Daltons. A continuación, se neutralizaron 130 g de poli(hexanida) dializada en solución acuosa (~4 l de solución) con una solución de 1,98 g de hidróxido de sodio disuelto en 220 ml de agua. Se añadió lentamente hidróxido de sodio acuoso (1 l/min) a la poli(hexanida) dializada acuosa.

Después de la adición, la solución neutralizada se congeló y, finalmente, se liofilizó para obtener un polvo de color blanco de poli(hexanida) neutralizada.

Se disolvieron 50 g de poli(hexanida) neutralizada en 125 ml de agua. Se añadieron 1,86 ml de cloruro de metacriloílo a la solución y se dejaron agitar durante un mínimo de 1 hora, hasta que el pH fue de 5,5 y la solución fue totalmente transparente.

La mezcla acuosa se precipitó dos veces en tetrahidrofurano y se lavó dos veces con acetona. El precipitado se secó en un horno de vacío a 50 °C durante 8-12 horas para obtener un polvo de color blanco.

Ejemplo 5: síntesis de metacrilato de poli(etilen glicol)-poli(hexan¡da)

Se disolvieron 4,8 g de hidróxido de sodio en 40 ml de agua. La mezcla se agitó y se dejó enfriar hasta temperatura ambiente.

Se añadieron 40 g de metacrilato de poli (etilen glicol) a la mezcla anterior y se dejó en agitación durante ~ 2 horas. Se mezclaron 17,4 ml de epiclorhidrina en un matraz y la solución de metacrilato de poli(etilen glicol) anterior se mezcló en un embudo cuentagotas y se añadió lentamente al matraz que contenía epiclorhidrina. La adición se completó durante un período de ~ 2 horas y 30 minutos.

A continuación, la mezcla de reacción se agitó a 45 °C durante 16 horas.

Después del período de 16 horas, la mezcla de agua se lavó con dietil éter mediante extracción. A continuación, la capa acuosa se extrajo con diclorometano. La fracción de diclorometano se secó sobre un desecante y el diclorometano se evaporó usando un evaporador rotatorio para producir un aceite transparente de epoxi-metacrilato de poli(etilen glicol).

Se disolvieron 57 g de poli(hexanida) neutralizada (según el Ejemplo 3) en 240 ml de agua. Se añadieron 10,8 g del epoxi-metacrilato de poli(etilen glicol) a la poli(hexanida) neutralizada. La mezcla se agitó a ~ 40 °C durante una noche (~ 16 horas).

Después del período de 16 horas, la mezcla se precipitó dos veces en tetrahidrofurano y se lavó dos veces con acetona. La pasta de color blanco se disolvió en una pequeña cantidad de agua, se congeló y, finalmente, se liofilizó para obtener un polvo de color blanco de metacrilato de poli(etilen glicol)-poli(hexanida).

Ejemplo 6: síntesis de metacrilato de clorhexidina

Se disolvió 1 g de clorhexidina en 100 ml de diclorometano anhidro. Se disolvieron 153,4 mg (140 j l) de metacrilato de 2-isocianatoetilo en 50 ml de diclorometano anhidro y se añadieron gota a gota a la solución de clorhexidina. Se usaron infrarrojos para seguir la desaparición de la funcionalidad de isocianato. Una vez que el isocianato había desaparecido por completo, el diclorhidrato del producto resultante se formó mediante la adición de 0,99 ml de HCl (4 M) en 1,4-dioxano. A continuación, la mezcla de reacción se evaporó para producir metacrilato de diclorhidrato de clorhexidina.

Se disolvió 1 g de clorhexidina en 100 ml de diclorometano anhidro. Se disolvieron 103,4 mg (97 j l ) de cloruro de metacriloílo en 10 ml de diclorometano anhidro y se añadieron gota a gota a la solución de clorhexidina. La reacción se dejó en agitación durante 3-4 horas. El diclorhidrato se formó mediante la adición de 0,99 ml de HCl (4 M) en 1,4-dioxano. A continuación, la mezcla de reacción se evaporó para producir el metacrilato de diclorhidrato de clorhexidina.

Se puede usar digluconato de clorhexidina en lugar de clorhexidina.

Ejemplo 7: síntesis de polímero de combinación (usando metacrilato de poli(etilen glicol)-poli(hexan¡da) y una dosis baja de metacrilato de heparina)

En un matraz de fondo redondo, equipado con un condensador, un termómetro y un acoplamiento de pipeta Pasteur a la entrada de nitrógeno, se disolvieron 0,5 g de metacrilato de poli(etilen glicol) de heparina (según el Ejemplo 1) en 28 ml de agua. Posteriormente, se añadieron los siguientes componentes al matraz: 13,5 g (sólido) de metacrilato de metoxi poli(etilen glicol) de un PM de 2.000, purificado sobre carbón vegetal y diluido al 20 % (p/v), 2,98 g de metacrilato de metoxi poli(etilen glicol) de un PM de 350, 1 ml de ácido metacrílico, 5,98 g de metacrilato de butilo y 15 ml de isopropanol. Se encendió el condensador de reflujo, se dejó que el nitrógeno burbujeara en la mezcla de monómeros y se aumentó el calentamiento para calentar la mezcla de monómeros.

En un vial separado, se disolvieron 1,6 g de metacrilato de poli(etilen glicol)-poli(hexanida) (del Ejemplo 4) en 5 ml de agua. En otro vial más, se disolvieron 150 mg de persulfato de potasio en 4 ml de agua y se desgasificaron con nitrógeno.

Una vez que la mezcla había alcanzado una temperatura de 70 °C, se añadió la solución acuosa de persulfato de potasio a la mezcla de monómeros en el matraz de fondo redondo y se inició la polimerización.

A continuación, se añadió la solución acuosa de metacrilato de poli(etilen glicol)-poli(hexanida). Se dejó que la polimerización avanzara durante un total de 25-30 minutos y se interrumpió mediante la adición de 25 ml de agua helada. La solución de polimerización se dejó enfriar hasta temperatura ambiente y se dializó con un corte de peso molecular de 12-14 kDa frente a agua durante una noche.

Ejemplo 8: síntesis de un polímero de combinación

El polímero del Ejemplo 7 en el que el ácido metacrílico se reemplaza mediante metacrilato de 4-benzoilfenilo (150 mg) durante la síntesis o en el que se usan en conjunto tanto ácido metacrílico como metacrilato de 4-benzoilfenilo.

Ejemplo 9: síntesis de polímero de combinación (usando metacrilato de poli(etilen glicol)-poli(hexanida) y una dosis alta de metacrilato de heparina)

En un matraz de fondo redondo, equipado con un condensador, un termómetro y un acoplamiento de pipeta Pasteur a la entrada de nitrógeno, se disolvieron 1,03 g de metacrilato de poli(etilen glicol) de heparina (según el Ejemplo 1) en 28 ml de agua. Posteriormente, se añadieron los siguientes componentes al matraz: 13,5 g (sólido) de metacrilato de metoxi poli(etilen glicol) de un PM de 2.000, purificado sobre carbón vegetal y diluido al 20 % (p/v), 3 g de metacrilato de metoxi poli(etilen glicol) de un PM de 350, 1 ml de ácido metacrílico, 5,98 g de metacrilato de butilo y 15 ml de isopropanol. Se encendió el condensador de reflujo, se dejó que el nitrógeno burbujeara en la mezcla de monómeros y se aumentó el calentamiento para calentar la mezcla de monómeros.

Ejemplo 10: síntesis de un polímero de combinación

El polímero del Ejemplo 9 en el que el ácido metacrílico se reemplaza mediante metacrilato de 4-benzoilfenilo (150 mg) durante la síntesis o en el que se usan en conjunto tanto ácido metacrílico como metacrilato de 4-benzoilfenilo.

Ejemplo 11: síntesis de polímero de combinación (usando metacrilato de poli(hexanida))

En un matraz de fondo redondo, equipado con un condensador, un termómetro y un acoplamiento de pipeta Pasteur a la entrada de nitrógeno, se disolvió 1 g de metacrilato de poli(etilen glicol) de heparina (según el Ejemplo 1) en 28 ml de agua. Posteriormente, se añadieron los siguientes componentes al matraz: 13,5 g (sólido) de metacrilato de metoxi poli(etilen glicol) de un PM de 2.000, purificado sobre carbón vegetal y diluido al 20 % (p/v), 2,98 g de metacrilato de metoxi poli(etilen glicol) de un PM de 350, 1 ml de ácido metacrílico, 5,98 g de metacrilato de butilo y 15 ml de isopropanol. Se encendió el condensador de reflujo, se dejó que el nitrógeno burbujeara en la mezcla de monómeros y se aumentó el calentamiento para calentar la mezcla de monómeros.

En un vial separado, se disolvieron 1,6 g de metacrilato de poli(hexanida) (del Ejemplo 3) en 5 ml de agua. En otro vial más, se disolvieron 150 mg de persulfato de potasio en 4 ml de agua y se desgasificaron con nitrógeno.

A continuación, se añadió la solución acuosa de metacrilato de poli(hexanida). Se dejó que la polimerización avanzara durante un total de 25-30 minutos y se interrumpió mediante la adición de 25 ml de agua helada. La solución de polimerización se dejó enfriar hasta temperatura ambiente y se dializó con un corte de peso molecular de 12-14 kDa frente a agua durante una noche.

Ejemplo 12: síntesis de un polímero de combinación usando metacrilato de diclorhidrato de clorhexidina

En un vial separado, se disolvieron 2 g de metacrilato de diclorhidrato de clorhexidina en 5 ml de isopropanol. En otro vial más, se disolvieron 150 mg de persulfato de potasio en 4 ml de agua y se desgasificaron con nitrógeno.

A continuación, se añadió la solución acuosa de metacrilato de diclorhidrato de clorhexidina. Se dejó que la polimerización avanzara durante un total de 25-30 minutos y se interrumpió mediante la adición de 25 ml de agua helada. La solución de polimerización se dejó enfriar hasta temperatura ambiente y se dializó con un corte de peso molecular de 12-14 kDa frente a agua durante una noche.

Ejemplo 13: síntesis de un polímero de combinación (usando un complejo de metacrilato de poli(etilen glicol) de heparina/benzalconio).

En un matraz de fondo redondo, equipado con un condensador, un termómetro y un acoplamiento de pipeta Pasteur a la entrada de nitrógeno, se mezclaron 1,68 g de metacrilato de poli(etilen glicol)-poli(hexanida) con 13,5 g (sólido) de metacrilato de metoxi poli(etilen glicol) de un PM de 2.000, purificado sobre carbón vegetal y diluido al 20 % (p/v), 2,54 g de metacrilato de metoxi poli(etilen glicol) de un PM de 350, 1,5 ml de ácido metacrílico, 5,80 g de metacrilato de butilo y 35 ml de isopropanol. Se encendió el condensador de reflujo, se dejó que el nitrógeno burbujeara en la mezcla de monómeros y se aumentó el calentamiento para calentar la mezcla de monómeros.

En un vial separado, se disolvieron 2 g de un complejo de metacrilato de poli(etilen glicol) de heparina/benzalconio (según el Ejemplo 2) en 10 ml de isopropanol. En otro vial más, se disolvieron 145 mg de persulfato de potasio en 5 ml de agua y se desgasificaron con nitrógeno.

Una vez que la mezcla en el matraz de fondo redondo había alcanzado una temperatura de 70 °C, se añadió la solución acuosa de persulfato de potasio a la mezcla de monómeros en el matraz de fondo redondo y se inició la polimerización.

A continuación, se añadió la solución de complejo de metacrilato de poli(etilen glicol) de heparina/benzalconio. Se dejó que la polimerización avanzara durante aproximadamente 1 hora y, a continuación, se dejó enfriar hasta temperatura ambiente.

El complejo de heparina/benzalconio, incorporado en la cadena principal de polímero, se puede descomplejar después del recubrimiento sobre un dispositivo, tal como se describe en el Ejemplo 23, o se puede descomplejar en solución después de la polimerización usando una solución acuosa de cloruro de sodio.

La solución de polimerización se dializó con un corte de peso molecular de 12-14 kDa frente al agua durante una noche.

Ejemplo 14: síntesis de un polímero de combinación

El polímero del Ejemplo 13 en el que el ácido metacrílico se reemplaza mediante metacrilato de 4-benzoilfenilo (150 mg) durante la síntesis o en el que se usan en conjunto tanto ácido metacrílico como metacrilato de 4-benzoilfenilo.

Ejemplo 15: síntesis de un polímero antimicrobiano

En un matraz de fondo redondo, equipado con un condensador, un termómetro y un acoplamiento de pipeta Pasteur a la entrada de nitrógeno, se mezclaron 11,67 g de metacrilato de poli(etilen glicol)-poli(hexanida) y se disolvieron en 140,7 ml de agua. 81 g (sólido) de metacrilato de metoxi poli(etilen glicol) de un PM de 2.000, purificado sobre carbón vegetal y diluido al 20 % (p/v), se añadieron con 16,21 g de metacrilato de metoxi poli(etilen glicol) de un PM de 350, 11,22 ml de ácido metacrílico, 37,33 g de metacrilato de butilo y 84,8 ml de isopropanol. Se encendió el condensador de reflujo, se dejó que el nitrógeno burbujeara en la mezcla de monómeros y se aumentó el calentamiento para calentar la mezcla de monómeros.

En un vial separado, se disolvieron 905 mg de persulfato de potasio en 24 ml de agua y se desgasificaron con nitrógeno.

Una vez que la mezcla en el matraz de fondo redondo había alcanzado una temperatura de 70 °C, se añadió la solución acuosa de persulfato de potasio a la mezcla de monómeros en el matraz de fondo redondo y se inició la polimerización. Se dejó que la polimerización avanzara hasta el nivel deseado de viscosidad y se interrumpió mediante la adición de 100 ml de agua helada. Después de enfriarse hasta temperatura ambiente, la solución de polimerización se dializó con un corte de peso molecular de 12-14 kDa frente al agua durante una noche.

Ejemplo 16: síntesis de un polímero antimicrobiano

El polímero del Ejemplo 15 en el que el ácido metacrílico se reemplaza mediante metacrilato de 4-benzoilfenilo (900 mg) durante la síntesis o en el que se usan tanto ácido metacrílico como metacrilato de 4-benzoilfenilo en conjunto.

Ejemplo 17: síntesis de un polímero anticoagulante (con alta relación de heparina)

En un matraz de fondo redondo, equipado con un condensador, un termómetro y un acoplamiento de pipeta Pasteur a la entrada de nitrógeno, se mezclaron 5,52 g de metacrilato de poli(etilen glicol) de heparina y se disolvieron con 60 ml de agua. 14,5 g (sólido) de metacrilato de metoxi poli(etilen glicol) de un PM de 2.000, purificado sobre carbón vegetal y diluido al 20 % (p/v), se añadieron al matraz con 3,5 g de metacrilato de metoxi poli(etilen glicol) de un PM de 350, 1,25 ml de ácido metacrílico, 8 g de metacrilato de butilo y 20 ml de isopropanol. Se encendió el condensador de reflujo, se dejó que el nitrógeno burbujeara en la mezcla de monómeros y se aumentó el calentamiento para calentar la mezcla de monómeros.

En un vial separado, se disolvieron 200 mg de persulfato de potasio en 5 ml de agua y se desgasificaron con nitrógeno. Una vez que la mezcla en el matraz de fondo redondo había alcanzado una temperatura de 70 °C, se añadió la solución acuosa de persulfato de potasio a la mezcla de monómeros en el matraz de fondo redondo y se inició la polimerización. Se dejó que la polimerización avanzara durante aproximadamente 1 hora hasta el nivel de viscosidad deseado y, a continuación, se dejó enfriar hasta temperatura ambiente. La solución de polimerización se dializó con un corte de peso molecular de 12-14 kDa frente al agua durante una noche.

Ejemplo 18: síntesis de un polímero anticoagulante (con baja relación de heparina)

En un matraz de fondo redondo, equipado con un condensador, un termómetro y un acoplamiento de pipeta Pasteur a la entrada de nitrógeno, se mezclaron 1,5 g de metacrilato de poli(etilen glicol) de heparina y se disolvieron con 37 ml de agua. 14,5 g (sólido) de metacrilato de metoxi poli(etilen glicol) de un PM de 2.000, purificado sobre carbón vegetal y diluido al 20 % (p/v), se añadieron al matraz con 3,5 g de metacrilato de metoxi poli(etilen glicol) de un PM de 350, 1,25 ml de ácido metacrílico, 8 g de metacrilato de butilo y 18 ml de isopropanol. Se encendió el condensador de reflujo, se dejó que el nitrógeno burbujeara en la mezcla de monómeros y se aumentó el calentamiento para calentar la mezcla de monómeros.

Ejemplo 19: síntesis de un polímero anticoagulante

Los polímeros de los Ejemplos 17 y 18 en los que el ácido metacrílico se reemplaza mediante metacrilato de 4-benzoilfenilo (150 mg) durante la síntesis o en los que se usan tanto ácido metacrílico como metacrilato de 4-benzoilfenilo en conjunto.

Ejemplo 20: síntesis de un polímero anticoagulante

Los polímeros de los Ejemplos 17, 18 y 19 en los que el metacrilato de poli(etilen glicol) de heparina se puede reemplazar mediante un complejo de benzalconio-metacrilato de heparina o un complejo de benzalconio-metacrilato de poli(etilen glicol) de heparina.

Ejemplo 21: recubrimiento usando el polímero de combinación, curado por calor

Se preparó una formulación de la siguiente manera (% en volumen):

Solución de polímero del Ejemplo 9 35,8 %

IPA 19 %

Solución de reticulante de poliaziridina al

10 % 0,8 %

THF 44,4 %

El dispositivo se recubrió por inmersión con la formulación de recubrimiento, la película se dejó secar a temperatura ambiente durante aproximadamente 20 minutos y, a continuación, se curó a 70 °C durante 1 hora.

Ejemplo 22: recubrimiento usando el polímero de combinación, curado por UV

Se preparó una formulación de la siguiente manera (% en volumen):

Solución de polímero del Ejemplo 10 35,8 %

IPA 19 %

Solución de reticulante de poliaziridina al

10 % 0,8 %

THF 44,4 %

El dispositivo se recubrió por inmersión con la formulación de recubrimiento y la película se dejó secar a temperatura ambiente durante aproximadamente 20 minutos. La película se curó en primer lugar usando luz ultravioleta (360 segundos), seguido de un curado de 1 hora a 70 °C, para proporcionar un recubrimiento fuerte y estable.

Ejemplo 23: recubrimiento usando el polímero de combinación sometido a formación de complejos

Solución de polímero del Ejemplo 13 39,6 %

IPA 18 %

Solución de reticulante de poliaziridina al 0,5 %

10 %

THF 41,9 %

A continuación, el dispositivo recubierto se dejó en una solución salina tamponada con fosfato durante 5 min para descomplejar la sal y, a continuación, se enjuagó con agua a fondo para retirar cualquier resto de sal.

Ejemplo 24: recubrimiento usando una mezcla de polímero antimicrobiano y polímero anticoagulante, respectivamente, al 90/10 % (p/v de la concentración final)

En un tubo Falcon, se mezclaron 2,75 ml de isopropanol con 6,42 ml de tetrahidrofurano. Se mezclaron 4,2 ml del polímero antimicrobiano de los Ejemplos 15 y 16 con 0,63 ml del polímero anticoagulante de los Ejemplos 17-20. Se añadieron 100 pl de reticulante de poliaziridina al 10 % (p/v), la solución se mezcló bien y se dejó reposar.

Ejemplo 25: recubrimiento usando una mezcla de polímero antimicrobiano y polímero anticoagulante, respectivamente, al 75/25 % (p/v de la concentración final)

En un tubo Falcon, se mezclaron 2,68 ml de isopropanol con 6,26 ml de tetrahidrofurano. Se mezclaron 3,5 ml del polímero antimicrobiano de los Ejemplos 15 y 16 con 1,56 ml del polímero anticoagulante de los Ejemplos 17-20. Se añadieron 100 pl de reticulante de poliaziridina al 10 % (p/v), la solución se mezcló bien y se dejó reposar.

Ejemplo 26: recubrimiento usando el polímero antimicrobiano

En un tubo Falcon, se mezclaron 3 ml de isopropanol con 7 ml de tetrahidrofurano. Se añadieron 4 ml del polímero antimicrobiano del Ejemplo 15 y se añadieron 100 pl del reticulante de poliaziridina al 10 % (p/v), la solución se mezcló bien y se dejó reposar.

Ejemplo 27: recubrimiento usando el polímero anticoagulante

En un tubo Falcon, se mezclaron 3 ml de isopropanol con 7 ml de tetrahidrofurano. Se añadieron 4 ml del polímero anticoagulante del Ejemplo 17 y se añadieron 100 pl del reticulante de poliaziridina al 10 % (p/v), la solución se mezcló bien y se dejó reposar.

Ejemplo 28: metodología de ensayo: proliferación antimicrobiana/adhesión microbiana

Las piezas de ensayo se exponen a un medio particular (para permitir la adhesión de proteínas, etc.), tal como plasma, sangre u orina, etc., durante un punto temporal predeterminado, a continuación, se lavan las piezas y, a continuación, se ponen en el protocolo de ensayo. El protocolo de ensayo incubó eficazmente el dispositivo con microorganismos vivos, lavó el dispositivo para retirar las "bacterias presentes en la solución", permitió que el componente activo tuviera tiempo suficiente para la "destrucción" y, a continuación, lo transfirió a un medio de crecimiento donde los microorganismos viables en el dispositivo proliferaran en las células hijas en solución, aumentando, por tanto, la turbidez del medio de crecimiento que, a continuación, se puede medir mediante densidad óptica.

Protocolo

Día 1

Se transfirieron colonias de cada bacteria relevante (Oxoid, Reino Unido) de cultivos en pendientes de agar (Oxoid, Reino Unido) a un caldo de triptona-soja (TSB en inglés) (Oxoid, Reino Unido) y se incubaron a 37 °C durante una noche. También se incubó un segundo volumen de control libre de bacterias a 37 °C.

Día 2

Se comprobó la turbidez de los cultivos bacterianos y los controles cultivados; esta fue observable en cultivos, pero los controles no estaban turbios. Se preparó un volumen de TSB al 10 % (v/v) en solución salina isotónica en un recipiente estéril y se colocó a 37 °C.

Después de esto, los artículos recubiertos y no recubiertos (cortados en dimensiones de ensayo adecuadas según fuera necesario) se colocaron en agua estéril desionizada dulce (Baxter, Reino Unido) durante 30 minutos a temperatura ambiente para hidratar el recubrimiento. En los casos en los que el artículo era un tubo, tal como un catéter, las luces se inundaron usando una jeringa desechable (Midmeds, Reino Unido) que permaneció acoplada al artículo durante todo el proceso de hidratación. Toda la manipulación de las superficies de ensayo se realizó con pinzas estériles.

Durante la fase de hidratación, se evaluó la densidad de población (UFC/ml) de cada cultivo usando un proceso similar a las normas de turbidez de McFarland, que se leyó a 600 nm. Una vez que se leyó la absorbancia, se preparó un volumen adecuado de una suspensión bacteriana de 5 x 105 UFC/ml en TSB al 10 % (v/v). Esta suspensión de desafío se transfiere, a continuación, a material de vidrio/plástico estéril de dimensiones/volumen adecuados para alojar el artículo de ensayo.

A continuación, los artículos de ensayo se enjuagaron con agua estéril desionizada y se colocaron en la suspensión de desafío. De nuevo, en los casos en los que el artículo es un tubo, se tiene cuidado de garantizar la exposición de las luces. A continuación, los artículos de ensayo se incubaron durante 60 minutos a 37 °C. Se aplicó una suave agitación manual a los 30 minutos para desalojar cualquier burbuja que se formara sobre la superficie del dispositivo.

Después de la incubación de desafío, los artículos se retiraron de la suspensión y se enjuagaron a fondo con solución salina isotónica. Cuando se acoplaron artículos secundarios, tales como jeringas o agujas, a los elementos de ensayo, estos se desecharon y, si fue necesario, se reemplazaron con elementos nuevos y estériles. Cuando el elemento de ensayo es un tubo, tal como un catéter, se usa una jeringa desechable de 20 ml (sin émbolo) como embudo para enjuagar las luces.

Los artículos de ensayo se colocan, a continuación, en un "remojo" de solución salina isotónica durante 30 minutos a temperatura ambiente, a continuación, se enjuagan por segunda vez y se colocan en un segundo remojo durante 60 minutos, tiempo durante el que se preparó un volumen de TSB al 50 % (v/v) en solución salina isotónica, se realizó la medición en placas de cultivo (6-24, según era adecuado para el elemento de ensayo en cuestión) (Griener Bio-One, Reino Unido) y se llevó hasta temperatura ambiente. Se reservaron varios pocillos que contenían TSB al 50 % como controles libres de dispositivo. Después del segundo remojo, los artículos de ensayo se sometieron a un enjuague final. Cuando estaban presentes artículos secundarios, estos se desechaban nuevamente. Después de este enjuague, los elementos de ensayo se transfirieron enteros a las soluciones de TSB al 50 % o, si era adecuado, se escindieron en secciones (usando hojas de afeitar estériles y papel de aluminio estéril) y, a continuación, estas secciones se transfirieron a la solución de TSB al 50 %. Cuando los elementos se escindieron en secciones, se desecharon las secciones superior e inferior. En los casos en los que los artículos de ensayo eran tubos, se usaron una pipeta de 20 200 |jl (Eppendorf, Reino Unido) y puntas estériles (Griener Bio-One, Reino Unido), según fue necesario, para retirar las burbujas de aire de las luces de las secciones sumergidas en TSB al 50 %.

Los elementos de ensayo y los pocillos de control libres de dispositivo se incuban a temperatura ambiente durante una noche.

Día 3

Las placas de cultivo que contenían los elementos de ensayo se examinaron visualmente en busca de signos de crecimiento en los pocillos de los elementos de ensayo o en los pocillos de control (libres de dispositivo). A continuación, las placas se sellaron con una película y se colocaron a 37 °C y se evaluaron visualmente cada hora en busca de signos de crecimiento. La turbidez se presentó, típicamente, después de > 4 horas a 37 °C después de la incubación durante una noche a TA, aunque sí se produjeron variaciones entre especies y entre dispositivos. Cuando los pocillos que contenían artículos sin recubrimiento mostraban fuertes signos de crecimiento bacteriano, su contenido se resuspendía completamente usando pipetas Pasteur desechables y, a continuación, se transfirieron 300 j l de cada pocillo a placas de 96 pocillos (por triplicado) antes de que se leyera/n la/s placa/s a 600 nm.

Ejemplo 29: metodología de ensayo: adhesión de las plaquetas al dispositivo

Las piezas de ensayo pueden (o no) exponerse a un medio particular (para permitir la adhesión de proteínas, etc.), tal como plasma, sangre u orina, etc. durante un punto temporal predeterminado, a continuación, se lavan las piezas y, a continuación, se ponen en el protocolo de ensayo.

Se extrajo sangre venosa de voluntarios humanos sanos (que negaron haber tomado ninguna medicación durante seis semanas). Brevemente, después de la venopunción, se extrajeron y desecharon 2,5 ml de sangre. A continuación, se extrajeron 10 ml de sangre y se anticoagularon usando citrato fosfato dextrosa (CPD en inglés). A continuación, se dividió esto en dos alícuotas de 5 ml y de 5 ml de plasma rico en plaquetas (PRP) y plasma pobre en plaquetas (PPP en inglés) que se prepararon mediante centrifugación. A continuación, se tomó el recuento de plaquetas usando un hemocitómetro y un microscopio óptico que usaba contraste de fases.

A continuación, el PRP se ajustó a 1x105 plaquetas/jl usando PPP como diluyente.

En los experimentos, se transfirieron 200 |jl de 1x105 plaquetas/jl de PRP de anteriormente a la mitad del cubreobjetos recubierto y se dejaron reposar (se cubrió para evitar la evaporación) a 37 °C durante media hora. Después de este punto temporal, los portaobjetos se enjuagaron tres veces en solución salina y, a continuación, se fijaron durante una noche en dialdehído glutárico al 2,5 % (Sigma Aldrich) en PBS (Sigma Aldrich). A continuación, estos se examinaron mediante microscopía óptica a x2000 y se contó la cantidad de plaquetas en el campo de visión.

A continuación, se tomaron fotos demostrativas usando un microscopio invertido y una cámara (ambos de Motic Instruments).

Ejemplo 30: metodología de ensayo: actividad de la heparina de la superficie recubierta

Las piezas de ensayo pueden (o no) exponerse a un medio particular (para permitir la adhesión de proteínas, etc.), tal como plasma, sangre u orina, etc., durante un punto temporal predeterminado y, a continuación, las piezas se lavan y se ponen en el protocolo de ensayo.

Mediante el uso de un kit de heparina de anti-IIa disponible en el mercado (Hyphen Biomed a través del distribuidor británico Quadratech Diagnostics), se midió la actividad de la heparina de la superficie del dispositivo mediante la inhibición de anti IIa.

En resumen, mediante el uso de un material de referencia de heparina (laboratorios Celsus), se preparó una curva de calibración de heparina en solución salina fisiológica (9 g/l de NaCl (Sigma Aldrich)) que contenía albúmina de suero bovino al 1 % ("BSA" en inglés de Sigma Aldrich), tal como se muestra en la Tabla 1.

Tabla 1

A continuación, se prepararon los reactivos según las instrucciones del fabricante y se inició el ensayo (según las instrucciones del fabricante).

A una serie de tubos de ensayo a 37 °C, se le añadió lo siguiente:

100 j l de calibrante o pieza de ensayo (1 cm2) y 100 ul de BSA al 1 % en solución salina

(es decir, 0 U/ml o 0 mU)

100 j l de antitrombina (200 ug/ml)

500 j l de tampón de reacción de prueba

200 j l de sustrato de trombina

A continuación, esto se mezcló y se incubó a 37 °C durante 2-3 minutos y, a continuación, se añadieron 200 j l de trombina humana (preincubada a 37 °C). A continuación, esto se mezcló y se incubó a 37 °C durante exactamente 5 minutos. A continuación, se detuvo la reacción usando ácido cítrico (20 g/l de Sigma Aldrich). El ácido se mezcló y, a continuación, se midió la absorbancia a 405 nm en un espectrofotómetro (Perkin Elmer) frente a una pieza en bruto preparada mediante el mezclado de los reactivos anteriores en orden inverso. A continuación, se preparó una curva de calibración y se usó la regresión lineal para la interpolación del nivel de heparina en la superficie (aceptable si r2>0,98).

Ejemplo 31: actividad del polímero de combinación y el polímero antimicrobiano (recubierto sobre catéteres de hemodiálisis de poliuretano) contra Pseudomonas aeruginosa

Los catéteres se recubrieron según la metodología expuesta en el ejemplo relevante (es decir, los Ejemplos 21-27) y, a continuación, se sometieron a ensayo para determinar la actividad antimicrobiana contra Pseudomonas aeruginosa según el Ejemplo 28.

Los resultados de turbidez obtenidos se muestran, a continuación, en la Tabla 2 y la Figura 4.

Tabla 2

continuación

Ejemplo 32: actividad del polímero de combinación y el polímero antimicrobiano (recubierto sobre catéteres de hemodiálisis de poliuretano) contra Enterococcus faecalis

Los catéteres se recubrieron según la metodología expuesta en el ejemplo relevante (es decir, los Ejemplos 21-27) y, a continuación, se sometieron a ensayo para determinar la actividad antimicrobiana contra Enterococcus faecalis según el Ejemplo 28.

Los resultados de turbidez obtenidos se muestran, a continuación, en la Tabla 3 y en la Figura 5.

Tabla 3

Ejemplo 33: actividad del polímero de combinación y el polímero antimicrobiano (recubierto sobre catéteres de hemodiálisis de poliuretano) contra Escherichia coli después de la incubación con plasma

Los catéteres se recubrieron según la metodología expuesta en el ejemplo relevante (es decir, los Ejemplos 21-27) y, a continuación, se sometieron a ensayo para determinar la actividad antimicrobiana contra Escherichia coli según el Ejemplo 28. Antes del ensayo, las secciones se incubaron con plasma humano citratado durante una noche.

Los resultados de turbidez obtenidos se muestran, a continuación, en la Tabla 4 y la Figura 6.

Tabla 4

Ejemplo 34: actividad del polímero de combinación y el polímero antimicrobiano (recubierto sobre catéteres de hemodiálisis de poliuretano) contra Staphvlococcus aureus después de la incubación con plasma

Los catéteres se recubrieron según la metodología expuesta en el ejemplo relevante (es decir, los Ejemplos 21-27) y, a continuación, se sometieron a ensayo para determinar la actividad antimicrobiana contra Staphylococcus aureus según el Ejemplo 28. Antes del ensayo, las secciones se incubaron con plasma humano citratado durante una noche. Los resultados de turbidez obtenidos se muestran, a continuación, en la Tabla 5 y la Figura 7.

Tabla 5

Ejemplo 35: actividad del polímero mezclado y el polímero antimicrobiano (recubierto sobre catéteres de hemodiálisis de poliuretano) contra Staphvlococcus aureus después de la incubación con plasma

Los catéteres se recubrieron según la metodología expuesta en el ejemplo relevante (es decir, los Ejemplos 21-27) y, a continuación, se sometieron a ensayo para determinar la actividad antimicrobiana contra Staphylococcus aureus según el Ejemplo 28. Antes del ensayo, las secciones se incubaron con plasma humano citratado durante una noche.

Los resultados de turbidez obtenidos se muestran, a continuación, en la Tabla 6 y la Figura 8.

Tabla 6

Ejemplo 36: actividad del polímero mezclado y el polímero antimicrobiano (recubierto sobre catéteres de hemodiálisis de poliuretano) contra Pseudomonas aeruginosa

Los resultados de turbidez obtenidos se muestran, a continuación, en la Tabla 7 y la Figura 9.

Tabla 7

Ejemplo 37: adhesión de las plaquetas al polímero sin recubrimiento, mezclado, antimicrobiano y de combinación Se recubrieron muestras transparentes según la metodología expuesta en el ejemplo relevante (es decir, los Ejemplos 21-27). A continuación, se calculó la adhesión de las plaquetas mediante la metodología del Ejemplo 29.

Los resultados obtenidos se encuentran, a continuación, en la Tabla 8 y las Figuras 10-12. La Figura 11 representa el sustrato de poliuretano (x400) y la Figura 12 un polímero de combinación (alto contenido de heparina) del Ejemplo 12 (también una fotomicrografía x400).

Tabla 8

Ejemplo 38: actividad de la heparina del polímero de combinación a lo largo del tiempo

Se recubrieron secciones de poliuretano según la metodología expuesta en el ejemplo relevante (es decir, los Ejemplos 21-27).

A continuación, las piezas se incubaron en PBS a 37 °C y, en puntos temporales establecidos, se midió la actividad de la heparina de las piezas usando la metodología del Ejemplo 30.

Los resultados obtenidos se encuentran, a continuación, en la Tabla 9 y la Figura 13.

Tabla 9

continuación

Ejemplo 39: síntesis de metacrilato de polihexametilen guanida (PHMG-MA)

Se neutralizaron 30 g de clorhidrato de polihexametilen guanida (PHMG, Chemos GmBH) en solución acuosa (~4 l de solución) con una solución de 1,98 g de hidróxido disuelto en 220 ml de agua. Se añadió lentamente hidróxido de sodio acuoso (1 l/min) a la PHMG acuosa.

Después de la adición, la solución neutralizada se congeló y, finalmente, se liofilizó para obtener un polvo de color blanco de PHMG neutralizada.

Se disolvieron 50 g de PHMG neutralizada en 125 ml de agua. Se añadieron 1,86 ml de cloruro de metacriloílo a la solución y se dejaron agitar durante un mínimo de 1 hora, hasta que el pH fue de 5,5 y la solución fue totalmente transparente.

Ejemplo 40: síntesis de polímero de combinación (usando PHMG-MA)

En un vial separado, se disolvieron 1,6 g de PHMG-MA (del Ejemplo 39) en 5 ml de agua. En otro vial más, se disolvieron 150 mg de persulfato de potasio en 4 ml de agua y se desgasificaron con nitrógeno.

A continuación, se añadió la solución acuosa de PHMG-MA. Se dejó que la polimerización avanzara durante un total de 25-30 minutos y se interrumpió mediante la adición de 25 ml de agua helada. La solución de polimerización se dejó enfriar hasta temperatura ambiente y se dializó con un corte de peso molecular de 12-14 kDa frente a agua durante una noche.

Ejemplo 41: síntesis de un polímero antimicrobiano

En un matraz de fondo redondo, equipado con un condensador, un termómetro y un acoplamiento de pipeta Pasteur a la entrada de nitrógeno, se mezclaron 11,67 g de poli de PHMG-MA (del Ejemplo 39) y se disolvieron en 140,7 ml de agua. 81 g (sólido) de metacrilato de metoxi poli(etilen glicol) de un PM de 2.000, purificado sobre carbón vegetal y diluido al 20 % (p/v), se añadieron con 16,21 g de metacrilato de metoxi poli(etilen glicol) de un PM de 350, 11,22 ml de ácido metacrílico, 37,33 g de metacrilato de butilo y 84,8 ml de isopropanol. Se encendió el condensador de reflujo, se dejó que el nitrógeno burbujeara en la mezcla de monómeros y se aumentó el calentamiento para calentar la mezcla de monómeros.

Ejemplo 42: síntesis de un polímero antimicrobiano

El polímero del Ejemplo 39 en el que el ácido metacrílico se reemplaza mediante metacrilato de 4-benzoilfenilo (900 mg) durante la síntesis o en el que se usan tanto ácido metacrílico como metacrilato de 4-benzoilfenilo en conjunto.

Ejemplo 43: síntesis de metacrilato de poli(etilen glicol)-PHMG

A continuación, la mezcla de reacción se agitó a 45 °C durante 16 horas.

Se disolvieron 57 g de PHMG neutralizada (según el Ejemplo 39) en 240 ml de agua. Se añadieron 10,8 g del epoximetacrilato de poli(etilen glicol) a la poli(hexanida) neutralizada. La mezcla se agitó a ~ 40 °C durante una noche (~ 16 horas).

Después del período de 16 horas, la mezcla se precipitó dos veces en tetrahidrofurano y se lavó dos veces con acetona. La pasta de color blanco se disolvió en una pequeña cantidad de agua, se congeló y, finalmente, se liofilizó para obtener un polvo de color blanco de metacrilato de poli(etilen glicol)-PHMG.

Ejemplo 44: síntesis de polímero de combinación (usando metacrilato de poli(etilen glicol)-PHMG)

En un vial separado, se disolvieron 1,6 g de metacrilato de poli(etilen glicol)-PHMG (del Ejemplo 35) en 5 ml de agua. En otro vial más, se disolvieron 150 mg de persulfato de potasio en 4 ml de agua y se desgasificaron con nitrógeno. Una vez que la mezcla había alcanzado una temperatura de 70 °C, se añadió la solución acuosa de persulfato de potasio a la mezcla de monómeros en el matraz de fondo redondo y se inició la polimerización.

A continuación, se añadió la solución acuosa de metacrilato de poli(etilen glicol)-PHMG. Se dejó que la polimerización avanzara durante un total de 25-30 minutos y se interrumpió mediante la adición de 25 ml de agua helada. La solución de polimerización se dejó enfriar hasta temperatura ambiente y se dializó con un corte de peso molecular de 12-14 kDa frente a agua durante una noche.

Ejemplo 45: síntesis de un polímero antimicrobiano

En un matraz de fondo redondo, equipado con un condensador, un termómetro y un acoplamiento de pipeta Pasteur a la entrada de nitrógeno, se mezclaron 11,67 g de metacrilato de poli(etilen glicol)-PHMG (del Ejemplo 43) y se disolvieron en 140,7 ml de agua. 81 g (sólido) de metacrilato de metoxi poli(etilen glicol) de un PM de 2.000, purificado sobre carbón vegetal y diluido al 20 % (p/v), se añadieron con 16,21 g de metacrilato de metoxi poli(etilen glicol) de un PM de 350, 11,22 ml de ácido metacrílico, 37,33 g de metacrilato de butilo y 84,8 ml de isopropanol. Se encendió el condensador de reflujo, se dejó que el nitrógeno burbujeara en la mezcla de monómeros y se aumentó el calentamiento para calentar la mezcla de monómeros.

Ejemplo 46: síntesis de un polímero antimicrobiano

Se pretende que las realizaciones anteriores sean ilustrativas y no limitantes. Las realizaciones adicionales se encuentran dentro de las reivindicaciones.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un compuesto que comprende un polímero, un agente antitrombogénico y un agente antimicrobiano, en donde el agente antitrombogénico y el agente antimicrobiano se unen covalentemente al polímero y en donde el agente antimicrobiano comprende un grupo guanidina y el agente antitrombogénico comprende un grupo heparina.

2. El compuesto de la reivindicación 1, en donde el polímero está libre de reticulaciones y/o en donde la relación del número de restos de agente antitrombogénico respecto al número de restos de agente antimicrobiano en el polímero está entre aproximadamente 1:3 y aproximadamente 1:25.

3. El compuesto de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el polímero comprende grupos vinílicos polimerizados, grupos alílicos, grupos metacrilato, grupos acrilato o combinaciones de los mismos.

4. El compuesto de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde cada agente antitrombogénico y agente antimicrobiano es un grupo colgante unido covalentemente al polímero con un grupo de acoplamiento que comprende un grupo óxido de polietileno.

5. El compuesto de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el grupo heparina es una amina de heparina, una sal de heparina, un sulfato de heparina, un sulfato de heparán, un metacrilato de heparina, un metacrilato de complejo de heparina-sal de amonio cuaternario, una sal de metacrilato de heparina o un metacrilato de poli(etilen glicol) de heparina; y/o en donde el grupo guanidina comprende un grupo biguanida, un grupo poliamino propil biguanida, un grupo poli(hexametilen biguanida) o un grupo clorhexidina.

6. El compuesto de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende, además, un grupo lubricante y/o un grupo antiincrustante unido covalentemente al polímero.

7. Un artículo que se recubre con un recubrimiento polimérico que comprende el compuesto de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, opcionalmente, mezclado con un lubricante que comprende un grupo N-vinil pirrolidona y/o un grupo metacrilato de glicerol, y/o un compuesto antiincrustante que comprende uno o más de fosforilcolina de metacriloiloxietilo, fosfato de 2-((2-(metacriloiloxi)etil)dimetilamonio)etil 2-metoxietilo, fosfato de 2-((2-(metacriloiloxi)etil)dimetilamonio)propil 2-metoxietilo o una combinación de los mismos.

8. Un artículo según la reivindicación 7, que es un dispositivo médico.

9. Un método para la preparación de un polímero, que comprende polimerizar una mezcla de un agente antimicrobiano y un agente antitrombogénico, en donde el agente antimicrobiano comprende un primer precursor de cadena principal con un compuesto antimicrobiano unido covalentemente y un primer grupo polimerizable y el agente antitrombogénico comprende un segundo precursor de cadena principal con un compuesto antitrombogénico unido covalentemente y un segundo grupo polimerizable y en donde el compuesto antimicrobiano comprende un grupo guanidina y el compuesto antitrombogénico comprende un grupo heparina, con lo que se prepara un compuesto según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6.

10. El método de la reivindicación 9, que comprende, además:

hacer reaccionar un grupo lubricante y/o un grupo antiincrustante con un tercer precursor de cadena principal que comprende un grupo de acoplamiento y un tercer grupo polimerizable para formar un agente aditivo, y mezclar el agente aditivo con la mezcla antes de la polimerización.

11. Una mezcla de polímeros que comprende un polímero antimicrobiano mezclado con un polímero antitrombogénico; en donde el polímero antimicrobiano comprende una primera cadena principal, un primer grupo de acoplamiento unido covalentemente a la primera cadena principal y un grupo antimicrobiano unido covalentemente al primer grupo de acoplamiento, y

en donde el polímero antitrombogénico comprende una segunda cadena principal, un segundo grupo de acoplamiento unido covalentemente a la segunda cadena principal y un grupo antitrombogénico unido covalentemente al segundo grupo de acoplamiento y en donde el grupo antimicrobiano comprende un grupo guanidina y el agente antitrombogénico comprende un grupo heparina.

12. La mezcla de polímeros de la reivindicación 11, en donde la primera cadena principal y/o la segunda cadena principal comprende grupos vinílicos polimerizados, grupos alílicos, grupos metacrilato, grupos acrilato o una combinación de los mismos.

13. La mezcla de polímeros de la reivindicación 11 o 12, en donde el grupo antimicrobiano comprende un grupo biguanida, un grupo poliamino propil biguanida, un grupo poli(hexametilen biguanida), un grupo polihexametilen guanidina o un grupo clorhexidina; y/o en donde el grupo heparina es una amina de heparina, una sal de heparina, un sulfato de heparina, un sulfato de heparán, un metacrilato de heparina, un metacrilato de complejo de heparina-sal de amonio cuaternario, una sal de metacrilato de heparina o un metacrilato de poli(etilen glicol) de heparina.

14. La mezcla de polímeros de una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13, en donde la relación del número de restos del grupo antitrombogénico respecto al número de restos del grupo antimicrobiano en el polímero está entre aproximadamente 1:3 y aproximadamente 1:25; y/o en donde uno o ambos del polímero antimicrobiano y el polímero antitrombogénico están libres de reticulaciones.

15. La mezcla de polímeros de una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 14, que comprende, además, un grupo lubricante y/o un grupo antiincrustante.