ES3035591T3 - Method of manufacturing and dermal filler compositions containing hyaluronic acid and hydroxyapatite - Google Patents

Abstract

Composiciones basadas en AH y HAp en el campo de los rellenos de tejidos blandos, y su método de fabricación. Opcionalmente, los rellenos dérmicos son útiles para mejorar el aumento del tejido facial añadiendo volumen, corrigiendo arrugas y pliegues, y restaurando una apariencia tersa. Opcionalmente, el relleno dérmico comprende AH reticulado o no reticulado unido químicamente a HAp. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Método de fabricación y composiciones de relleno dérmico que contienen ácido hialurónico e hidroxiapatita

Campo

La invención se refiere de manera general a rellenos de tejidos blandos y específicamente a rellenos implantables dérmicos y subdérmicos basados en ácido hialurónico e hidroxiapatito, por separado y en combinación. Más específicamente, la presente invención se refiere a una composición que comprende ácido hialurónico (AH) o heparosano químicamente unido a microesferas de hidroxiapatita (HAp) y a un método de fabricación de dicha composición.

Antecedentes

La piel comprende tres capas y cada capa lleva a cabo tareas específicas. La capa externa, delgada y resistente, es la epidermis. La epidermis varía en grosor desde 0,05 mm en los párpados hasta 0,8 a 1,5 mm en las plantas de los pies y las palmas de las manos. La mayoría de las células en la epidermis son queratinocitos. Se originan nuevos queratinocitos a partir de células en la capa más profunda de la epidermis denominada capa basal y migran hacia arriba, hacia la superficie de la epidermis, reemplazando las células viejas. El estrato córneo, la parte más externa de la epidermis, es una barrera impermeable al agua que impide que la mayoría de las bacterias, virus y sustancias químicas entren en el cuerpo. Los melanocitos están dispersos por toda la capa basal y producen el pigmento melanina, que contribuye al color de la piel y filtra la radiación ultravioleta. La epidermis contiene además células de Langerhans, que son parte del sistema inmunitario de la piel que defiende al cuerpo contra las infecciones. Bajo la epidermis se encuentra la dermis. La epidermis varía en grosor entre 0,6 mm en los párpados y 0,8 a 5 mm en las plantas de los pies y las palmas de las manos.

La dermis es una capa gruesa de tejido fibroso y elástico compuesta principalmente de colágeno, elastina y fibrilina que proporciona a la piel su flexibilidad y resistencia. Las fibras de colágeno constituyen el 70 % de la dermis, proporcionándole fuerza y resistencia, mientras que la elastina mantiene la elasticidad y flexibilidad normales. Contiene terminaciones nerviosas que perciben el dolor, el tacto, la presión y la temperatura. Contiene glándulas sudoríparas que producen sudor en respuesta al calor y el estrés, ayudando a enfriar el cuerpo. Contiene glándulas de aceite (sebáceas) que almacenan aceite (sebo) en los folículos pilosos, manteniendo la piel húmeda y suave. Contiene folículos pilosos que ayudan a regular la temperatura corporal, proporcionando protección frente a lesiones y mejorando la sensibilidad. Contiene vasos sanguíneos que proporcionan nutrientes a la piel y ayudan a regular la temperatura corporal. Bajo la dermis se encuentra la hipodermis, también conocida como la capa de grasa subcutánea o tejido subcutáneo. Es una capa de grasa, aproximadamente el 50 % de la grasa corporal. La grasa se encuentra en células vivas, denominadas "células grasas", que están unidas mediante tejido fibroso. La capa de grasa conecta la piel a los huesos y músculos, ayuda a aislar el cuerpo, proporcionando acolchado protector, y sirve como área de almacenamiento de energía.

El envejecimiento facial es una manifestación de un proceso dinámico que ocurre a lo largo de la vida debido a efectos acumulativos en la piel, los tejidos blandos y el esqueleto craneofacial, lo que resulta en arrugas superficiales y texturales de la piel, la topografía y la pérdida de volumen facial. Entre los efectos de dicho envejecimiento se incluyen la fuerza de la gravedad, la resorción progresiva del hueso, la reducción de la elasticidad del tejido y la redistribución de la grasa subcutánea, así como la pérdida de turgencia. El desequilibrio hormonal, la exposición al sol, el estrés psicológico, la dieta, los hábitos laborales, las enfermedades, el abuso de drogas y el tabaquismo también pueden afectar al atractivo facial.

La atrofia ósea y la dinámica de la expansión y pérdida óseas son la causa del envejecimiento del esqueleto craneofacial. La reabsorción ósea puede llevar a una pérdida de volumen biométrico y los tejidos blandos y la piel que lo recubren pueden experimentar cambios significativos al no disponer del soporte estructural del hueso. Por ejemplo, la reabsorción maxilar puede llevar a la pérdida de soporte en el labio superior y puede provocar el desplazamiento de la almohadilla de grasa malar, contribuyendo de esta manera a las arrugas periorales y los pliegues nasolabiales, respectivamente. Un rostro juvenil se caracteriza por una topografía facial redondeada debido a la distribución equilibrada de grasa superficial y profunda, lo que proporciona turgencia a los tejidos blandos. La redistribución y la pérdida de grasa provocan una pérdida gradual en el soporte y la turgencia del tejido blando, lo que resulta en una caída del tejido blando, por ejemplo, la pérdida de grasa en la frente, zona malar, etc., y la ganancia de grasa en la zona mandibular, en los pliegues nasolabiales, etc.

Al considerar la apariencia y estructura facial, es conveniente dividir la cara en tres zonas, en donde el tercio superior incluye la frente y las cejas, el tercio medio incluye la parte media de la cara y la nariz, y el tercio inferior incluye el mentón, la línea mandibular y el cuello. La parte media de la cara incluye los ojos, la nariz, los labios y los pómulos (triángulo facial central) que contribuyen principalmente a la percepción de la estética facial y el atractivo.

La cara superior, que incluye la frente, cejas, sien y zona del párpado superior, se ve afectada por la pérdida de turgencia subcutánea, lo que da lugar a líneas en la frente. La acción muscular en esta zona está relativamente oculta en la juventud por la turgencia subcutánea de la frente. A medida que envejece, la pérdida de turgencia da lugar a arrugas y pliegues. La impresión de ptosis de las cejas es el resultado de la pérdida de soporte lateral de las cejas y de la pérdida de volumen en el párpado superior.

El tercio medio de la cara, que incluye los ojos, la nariz, los labios y los pómulos (triángulo facial central), se ve afectado por la pérdida de volumen subcutáneo. Las "patas de gallo" son la consecuencia de la pérdida de volumen subcutáneo alrededor del músculo orbicular de los ojos. Además, el borde del músculo orbicular de los ojos se hace evidente y contribuye al desarrollo del creciente malar sobre la eminencia cigomática y el pliegue nasoyugal. Con la edad se produce una depresión del surco lagrimal periorbital, a medida que disminuye la cantidad de grasa almacenada en el párpado inferior, dando lugar a una apariencia demacrada. Entre el músculo orbicular de los ojos y el párpado inferior, la pérdida de turgencia hace que los tejidos se aproximen entre sí, lo que resulta en una coloración de piel más oscura y una apariencia de ojos cansados y agotamiento, incluso después de una buena noche de sueño. La coloración oscura también puede ser atribuible a la deposición de melanina dérmica. Los pliegues nasolabiales son causadas por el descenso de la grasa ptósica de las mejillas. La nariz también está sujeta a los efectos del envejecimiento, tal como la pérdida de turgencia en la glabela, el nasión y el dorso superior (nariz cefálica) y la ptosis de la punta nasal, lo que contribuye a la ilusión de una mayor longitud nasal. El mentón ptótico también puede contribuir a la apariencia de un aumento de la longitud nasal. La parte inferior de la cara, que incluye el mentón, la línea mandibular y el cuello, presenta acumulación de grasa con la edad, lo que resulta en un exceso relativo de piel que conduce a la pérdida de definición de la línea mandibular. El descenso de la grasa hacia el borde mandibular conduce a la formación de flaccidez en el área mandibular. La deformidad conocida como "cuello de pavo" es el resultado de la ptosis de la piel no soportada, el colgajo del mentón y la tracción descendente del músculo platisma, que recuerda a la papada de un pavo. Además de lo anterior, con la edad, la contracción del músculo platisma da lugar a bandas fibrosas verticales en el cuello.

El objetivo principal del rejuvenecimiento facial es la restauración de la topografía facial. El rejuvenecimiento facial se puede conseguir mediante procedimientos quirúrgicos y no quirúrgicos. La cirugía incluye una amplia gama de procedimientos, desde levantamientos hasta liposucción y transferencia de grasa. Las técnicas de rejuvenecimiento cutáneo (en inglés, "resurfacing") se utilizan para modificar la superficie de la piel, corrigiendo los efectos del fotoenvejecimiento, incluidos las líneas finas, la pigmentación irregular y las imperfecciones. La renovación superficial de la piel se consigue mediantepeelingsquímicos, microdermoabrasión y tratamientos láser. Actualmente, los pacientes prefieren y buscan procedimientos no quirúrgicos que pueden restaurar el volumen facial, corregir la asimetría facial o incluso realzar las características faciales existentes con resultados cosméticos inmediatos y un tiempo de recuperación corto. Lo anterior se consigue mediante una amplia gama de sustancias que se administran mediante inyección. El uso principal es para el tratamiento de líneas, arrugas y pliegues para compensar la pérdida de volumen facial. Lo anterior incluye inyecciones de neurotoxinas (se utiliza toxina botulínica para debilitar los músculos y minimizar las líneas dinámicas), rellenos de volumen y estimuladores de colágeno.

El ácido hialurónico (AH) es un polisacárido lineal que ocurre de forma natural, compuesto por unidades disacáridas repetitivas de ácido glucurónico y N-acetilglucosamina, unidas alternativamente mediante enlaces glucosídicos p-1,3 y p-1,4, con un peso molecular (PM) de hasta varios millones de daltons (Da). Bajo condiciones fisiológicas, el AH se encuentra en su forma ionizada, el hialuronato, con sodio, calcio, etc. como contraión, por ejemplo: hialuronato sódico (NaHA). En el cuerpo humano, se encuentra a alta concentración en la piel, cordón umbilical y humor vítreo. El AH es una molécula relativamente rígida debido a la restricción de la rotación del enlace glucosídico por el voluminoso grupo N-acetilo contiguo al enlace glucosídico. Su conformación natural es una hélice y la conformación helicoidal está reforzada adicionalmente por enlaces de hidrógeno formados entre los diferentes grupos funcionales (p. ej., amina, carboxilo e hidroxilo). Las principales fuentes de AH a la escala industrial provienen de tejidos animales, tales como la cresta de gallo, que requieren una purificación extensa, y de la fermentación estreptocócica microbiana, tal como la fermentación del AH a partir de la bacteriaStreptococcus zooepidemicus.

El AH posee funciones estructurales, reológicas, fisiológicas y biológicas significativas. El AH posee la capacidad de absorber grandes cantidades de agua y de retener la humedad para formar una sustancia altamente viscoelástica en solución acuosa. Debido a su capacidad de absorción y naturaleza viscoelástica, combinadas con su falta de inmunogenicidad y toxicidad, puede llenar, recubrir, lubricar y soportar el estrés mecánico en los tejidos. De esta manera, el AH encuentra diversas aplicaciones en la industria cosmética, biomédica, farmacéutica y alimentaria. Aunque es biocompatible, el AH es biodegradable y es fácilmente descompuesto por enzimas como la hialuronidasa (degradación enzimática), lo que implica un tiempo de residencia relativamente corto en los tejidos. La semivida es del orden de menos de una semana. Además, el AH no puede soportar temperaturas elevadas durante un período largo de tiempo. Está sujeto a degradación térmica, lo que significa que resulta degradado por radicales libres, por hidrólisis. Por ejemplo, el AH en solución acuosa bajo condiciones de autoclave a 121 °C durante varios minutos sufre una reducción sustancial del PM. La reducción del PM se acelera exponencialmente a más de 60 °C. Aparte de la degradación enzimática, térmica y por radicales, el AH está sujeto a degradación mecánica, por ejemplo: degradación debida a fuerzas de cizallamiento. Todos los tipos de degradación mencionados anteriormente presentan un tiempo de residencia relativamente corto en los tejidos.

La modificación química, funcionalización o derivatización del AH con grupos orgánicos permite alterar las propiedades químicas y físicas del AH de manera controlada para obtener un nuevo biomaterial con nuevas propiedades deseadas y mejoradas. Dependiendo del tipo y grado de modificación, el AH modificado es un compuesto químico diferente al AH nativo y, de esta manera, puede ser menos natural, biocompatible e incluso su comportamiento biológico puede verse alterado. A pesar de ello, se debe evaluar el beneficio y el resultado que la modificación aporta en su aplicación médica. Por ejemplo, el AH presenta baja solubilidad en solventes orgánicos. La reacción con alcoholes puede alterar su naturaleza lipofóbica a una naturaleza más lipofílica, incrementando de esta manera su solubilidad en solventes orgánicos. Debido a que el derivado de AH es menos soluble en agua, puede presentar un tiempo de residenciain vivoincrementado. Además, puede poseer una interacción mejorada con moléculas tales como fármacos. Otro ejemplo es el hidrogel de AH entrecruzado que se utiliza como un implante cosmético, un relleno dérmico cosmético que se introduce en la piel para aumentar el tejido, añadir volumen y reducir las arrugas, con la intención de ampliar el tiempo de residenciain vivodel HA, lo que es crucial para su éxito clínico.

El PM de la molécula de AH para fines cosméticos y de aumento normalmente es del orden de cientos de miles a varios millones de Da. El AH no entrecruzado que se puede utilizar como relleno dérmico presenta un peso molecular elevado para mantener la estabilidadin vivoy es excesivamente viscoso para inyectarse a través de una aguja de calibre fino (comúnmente se refiere a agujas en el intervalo de 27G y superior, en la práctica hasta 30G), mientras que el de peso molecular reducido se inyecta fácilmente pero carece de estabilidad. Uno de los métodos para superar dicha desventaja es la modificación química, tal como el entrecruzamiento. El entrecruzamiento químico del AH se consigue mediante la reacción del AH no entrecruzado con un agente de entrecruzamiento para formar una red tridimensional (3D) infinita de AH que ya no es soluble en agua en medios acuosos, dando lugar a un hidrogel de AH con una estabilidadin vivomejorada. Sin embargo, esta etapa de reacción química o modificación añade etapas adicionales de manipulación de reactivos químicos y purificación de los productos de reacción. Normalmente, los reactivos químicos son solubles en agua y las reacciones químicas y purificaciones se llevan a cabo en medios acuosos. Tal como se ha indicado anteriormente, se debe evaluar el beneficio y el resultado que la modificación aporta a su utilidad como aplicación médica. A partir de lo anterior se infiere que el gel de AH entrecruzado supera las desventajas del AH no entrecruzado y puede utilizarse como relleno dérmico, para aumento de tejidos con fines estéticos, tal como el aumento de tejidos faciales mediante la adición de volumen al tejido facial, la corrección de arrugas y pliegues y la restauración de una apariencia lisa de la cara.

La hidroxiapatita (HAp) presenta la siguiente fórmula química: Ca<10>(PO<4>)<6>(OH<)2>(proporción Ca/P=1,67). El HAp es una cerámica particulado de fosfato de calcio. El HAp ocurre naturalmente en forma de depósitos geológicos y en tejidos biológicos normales, tales como hueso, cartílago, esmalte, dentina y cemento de vertebrados, así como en muchos sitios de calcificaciones patológicas, tales como vasos sanguíneos y la piel. El 75 % en peso (todos los porcentajes son en peso, a menos que se indique lo contrario) del hueso humano consiste en bioapatita para proporcionar al hueso su rigidez y resistencia a la carga mecánica. La morfología del bioapatito consiste en granos alargados y planos con una estructura hexagonal.

El HAp es un material implantable, termodinámicamente estable bajo condiciones fisiológicas, que presenta excelente biocompatibilidad (no tóxico y no inmunogénico) y bioactividad, con la posibilidad de estimular la formación de células y la reparación de tejidos. Puede estimular la respuesta celular, la síntesis de colágeno, y se utiliza como un vehículo de transformación celular, un vehículo de transporte de genes, etc. El HAp se utiliza en aplicaciones de ingeniería de tejidos como material sustituto para huesos y dientes con fines de reparación y reemplazo. Se han publicado muchos métodos para la síntesis de HAp, incluyendo la pulverización por plasma, la síntesis hidrotermal, el secado por congelación, el método sol-gel, la transformación de fase, la síntesis mecanoquímica, la precipitación química, etc. La morfología del HAp sintético informada corresponde a cristales monoclínicos o hexagonales y los factores clave para uso médico son la proporción Ca/P y el tamaño de los granos de polvo. Normalmente, el polvo de HAp presenta un tamaño de partícula comprendido en el intervalo de entre 10 pm y 100 pm. Normalmente, la forma de nanopolvo de HAp presenta un tamaño de partícula comprendido en el intervalo de entre 1 nm y 100 nm. Normalmente, las partículas de HAp en un relleno dérmico son redondas, uniformes, suaves y de baja área superficial. Sin embargo, las partículas de HAp pueden ser microesferas huecas y porosas con forma de flor y presentan un área superficial elevada.

En general, los rellenos dérmicos y subdérmicos a base de AH comprenden AH con un peso del orden de cientos de miles a varios millones de Da, opcionalmente con un agente entrecruzante bi- o polifuncional que forma enlaces covalentes con AH en condiciones alcalinas o ácidas. Por ejemplo, los diepóxidos tales como el éter diglicidílico de 1,4-butanodiol (BDDE, por sus siglas en inglés) y el éter diglicidílico de 1,2-etilenglicol (EDDE, por sus siglas en inglés) bajo condiciones alcalinas reaccionan con el grupo hidroxilo para formar un enlace éter, mientras que bajo condiciones ácidas, la reacción que ocurre en su lugar forma un éster. Los rellenos dérmicos más comunes en el mercado se entrecruzaron con entrecruzantes tales como BDDE y divinilsulfona (DVS, por sus siglas en inglés). Sin embargo, se pueden utilizar otros entrecruzantes bifuncionales o polifuncionales para el entrecruzamiento, incluyendo, aunque sin limitación, compuestos epoxi, DVS, formaldehído, poliaziridina, aminoácidos o ésteres, carbodiimidas, etc. en reacción directa con el<A h .>El AH puede entrecruzarse utilizando moléculas bi- o polifuncionales como grupos laterales que, por un lado, se unen al AH y, por otro lado, se utiliza un entrecruzante bi- o polifuncional adicional o varios entrecruzantes en serie para unir ambos extremos de los grupos laterales.

Además, puede comprender AH no entrecruzada del orden de cientos de miles a varios millones de Da para ayudar en la extrusión a través de una aguja de calibre fino. Además, puede comprender uno o más suplementos activos, cada uno con su propia propiedad única, tales como agentes anestésicos, antioxidantes, vitaminas, etc. Algunos ejemplos son, aunque sin limitación, lidocaína, manitol, vitamina C, etc., respectivamente. La concentración de AH en el relleno dérmico de AH puede estar comprendido entre 1 mg/ml y 50 mg/ml y, más específicamente, entre 15 y 30 mg/ml, en donde cada concentración resulta más adecuada para áreas específicas de relleno de tejidos y aumento.

La metodología típica de preparación de un relleno dérmico de AH entrecruzado incluye varias etapas básicas conocidas por el experto habitual en la materia. La primera etapa es hidratar el AH seco. La siguiente etapa es introducir el AH en un entrecruzante a fin de entrecruzar el AH ya sea en un medio alcalino o sea en un medio ácido. La siguiente etapa incluye eliminar el entrecruzante residual, generalmente mediante diálisis, e hinchar el AH entrecruzado utilizando agua purificada o una solución tampón de fosfato (PBS, por sus siglas en inglés). Por ejemplo, la diálisis en una bolsa de diálisis con un corte de PM de 12.000 durante unos pocos días hasta que se elimine la mayor parte del entrecruzante residual. La siguiente etapa incluye la adición de suplementos activos y la adición de AH no entrecruzante y la homogeneización de toda la composición. La siguiente etapa incluye la esterilización para finalizar el relleno dérmico de AH con las propiedades de relleno dérmico adecuadas, tales como las propiedades reológicas, la fuerza de extrusión, el pH, la osmolaridad, etc.

Generalmente, los rellenos dérmicos de HAp comprenden partículas de microesfera de HAp de hasta 60 % p/p que están suspendidas homogéneamente en un líquido o gel de alta viscosidad que actúa como material portador. Normalmente, las partículas de HAp en un relleno dérmico son redondas, uniformes, suaves y de baja área superficial, con un diámetro de entre aproximadamente 10 y 100 pm; lo más preferentemente con un diámetro entre 25 y 50 pm. En un ejemplo, las microesferas de HAp están suspendidas en un portador compuesto de carboximetilcelulosa (CMC), glicerina y agua. En otro ejemplo, las microesferas de HAp están suspendidas en un portador compuesto de AH y agua. En otro ejemplo, las microesferas de HAp están suspendidas en un portador compuesto de AH entrecruzado, tal como se ha indicado anteriormente, en donde se añaden microesferas de HAp durante o después del proceso de entrecruzamiento del AH. Estas composiciones y la concentración relativa de ingredientes son conocidas por el experto habitual en la materia; por ejemplo, la concentración de HAp habitual en tales composiciones es de 55,7 % p/p o inferior. En todos los ejemplos, las microesferas de HAp están suspendidas en un líquido o gel altamente viscoso y no hay un enlace real entre el AH y el HAp. El portador sirve como una herramienta para transferir las microesferas de HAp al área designada para el relleno y el aumento de tejidos y para impedir la agregación de las microesferas tanto en la jeringa como en el cuerpo. Sirve para evitar la sedimentación del HAp y la separación de fases. Además, para mantener las microesferas dentro de su ubicación deseada, se evita que se dispersen en la zona de la inyección.

El documento n.° EP 3 156 044 A1 da a conocer una composición que comprende un primer derivado polisacárido funcionalizado con un grupo nucleofílico y un segundo derivado de polisacárido funcionalizado con un grupo electrofílico. Dichos grupos funcionales nucleofílicos y electrofílicos forman espontáneamente enlaces covalentesin situtras la coinyección en el cuerpo del paciente, lo que resulta en la formación de un hidrogel entrecruzado en el sitio de coinyección. Se afirma que las soluciones precursoras incluyen opcionalmente microesferas cerámicas, preferentemente partículas de hidroxiapatita, p. ej., partículas de hidroxiapatita cálcica (HACa).

El documento n.° KR 2017 0108194 A da a conocer una composición de relleno de tejidos blandos químicamente entrecruzada con ácido hialurónico e hidroxiapatita, y más particularmente, una composición de relleno de tejidos blandos para montar la hidroxiapatita, que es un componente inorgánico derivado de un cuerpo vivo, en partículas de ácido hialurónico mediante entrecruzamiento, y un método para la producción de las mismas.

Descripción resumida

El objeto de la presente invención es evitar la sedimentación de Hap y mantener una composición homogénea.

Lo anterior se consigue mediante una composición según la reivindicación 1 y un método según la reivindicación 11. Se indican realizaciones ventajosas en reivindicaciones adicionales.

La invención presenta composiciones basadas en AH y HAp en el campo de los rellenos de tejidos blandos, y un método de fabricación de los mismos. Opcionalmente, los rellenos dérmicos resultan útiles para mejorar el aumento del tejido facial mediante la adición del volumen al tejido facial, corrección de las arrugas y pliegues y restauración de una apariencia suave en la cara. Opcionalmente, el relleno dérmico comprende AH no entrecruzado o entrecruzado químicamente y unido a HAp. La combinación de AH anclado químicamente a la superficie de HAp presenta un efecto sinérgico de prolongar el aumento de los tejidos debido a la degradación más lenta de ambos componentes sin reducción en su capacidad intrínseca para funcionar como componentes de rejuvenecimiento de la piel. Dichos aspectos y otros aspectos y ventajas de la invención pueden ser más fácilmente comprendidos y apreciados en la descripción detallada.

Breve descripción de los dibujos

La invención se describe en la presente memoria, únicamente a modo de ejemplo, en referencia a los dibujos adjuntos. A continuación, en referencia específica y detallada a los dibujos, se enfatiza que los detalles mostrados se proporcionan a modo de ejemplo y con fines de discusión ilustrativa de las realizaciones de la invención únicamente, y se presentan con el fin de proporcionar lo que se considera es la descripción más útil y fácilmente comprensible de los principios y aspectos conceptuales de la invención. En este sentido, no se ha intentado mostrar los detalles estructurales de la invención en mayor detalle del necesario para una comprensión fundamental de la invención; la descripción, junto con los dibujos, pone de manifiesto para el experto en la materia cómo se pueden realizar las diversas formas de la invención en la práctica. En los dibujos:

La Figura 1 muestra microesferas de HAp no tratadas bajo SEM.

La Figura 2 muestra microesferas tratadas de HAp bajo SEM, después del tratamiento con 3-glicidoxipropiltrimetoxisilano.

Descripción detallada

Según la técnica anterior, se añaden microesferas de HAp a un portador que es un líquido o gel de alta viscosidad. En un ejemplo, las microesferas de HAp se añaden a AH entrecruzado, en donde nuevamente actúan como un portador. La combinación de AH y HAp presenta un efecto aditivo, no un efecto sinérgico. El efecto aditivo es el siguiente: las microesferas de HAp se degradan lentamente sin una reacción de cuerpo extraño, sirviendo como un andamiaje para el crecimiento natural del tejido, mientras que el AH hidrata y proporciona soporte a la matriz extracelular. La existencia de un efecto sinérgico entre el AH y el HAp es bastante cuestionable, ya que la red de AH entrecruzada y las microesferas de HAp forman una mezcla simple, en la que el gel de AH es la fase continua y las microesferas de HAp son la fase dispersa. En una mezcla tan simple, cada componente mantiene sus propias propiedades sin presentar un efecto sinérgico.

Además, se ha afirmado que la adición de HAp a AH antes del entrecruzamiento puede formar una estructura encapsulada de la siguiente estructura de HAp encapsulado por el AH. Se ha afirmado que dicha estructura encapsulada puede prolongar la degradación del HAp en forma de AH hasta que se degrade, al servir como un escudo que puede impedir la degradación de HAp. Nuevamente, lo anterior es discutible, ya que no hay un enlace real entre HAp y AH en estas composiciones de la técnica anterior.

En primer lugar, en un estado o sistema ideal de HAp encapsulado con AH, existe algún mecanismo de protección frente a la degradación del HAp por el encapsulado del AH hasta la rotura del encapsulado. Este estado ideal podría ocurrir dependiendo del grosor del encapsulado. Sin embargo, incluso en dicho estado ideal, no existe ningún mecanismo de protección frente a la degradación del AH. Y en segundo lugar, el sistema no es ideal, por lo que, en consecuencia, una gran parte de las microesferas de HAp no resultan encapsuladas. El estado de las microesferas varía desde una cobertura parcial de AH hasta microesferas de HAp sin encapsulado de AH. Aunque sin deseo de limitarse a una sola hipótesis, es probable que lo anterior se deba a que las microesferas de HAp son órdenes de magnitud más grandes que las cadenas de AH (distancia de extremo a extremo).

En las composiciones de la técnica anterior, dichas cadenas cortas se agitan formando redes micro 3D locales que no necesariamente atrapan microesferas de HAp, dando como resultado algunas microesferas de HAp encapsuladas y algunas microesferas de HAp no encapsuladas. La mayoría de las microesferas de HAp encapsuladas probablemente no resultarán encapsuladas, debido a su tamaño relativo, tal como se ha explicado anteriormente. Nuevamente, el resultado puede considerarse una mezcla simple, y no un verdadero encapsulado.

De esta manera, se podrían inyectar por separado en la misma zona diferentes rellenos dérmicos basados en AH y HAp con el fin de conseguir el mismo beneficio por la mezcla, que es lo que se lleva a cabo habitualmente. Además, la mera adición de microesferas de HAp de alta concentración en AH entrecruzado impone un efecto perjudicial adicional de efecto viscoso y alta fuerza de extrusión respecto al portador de AH no entrecruzado. La solución simple para superar este problema es reducir la concentración de microesferas de HAp. Sin embargo, nuevamente, la utilización de diferentes tipos de relleno dérmico en la misma zona puede ayudar a superar el problema.

Con el fin de conseguir un efecto sinérgico de AH y HAp, resulta deseable formar un compuesto a base de AH que contenga HAp como aditivo. Se considera que un compuesto es una mezcla de varios aditivos que poseen diferentes funcionalidades distintas y una matriz polimérica que los une y conecta entre sí con el fin de formar un material basado en polímeros con propiedades mejoradas muy superiores a las propiedades intrínsecas del polímero o para otorgarle nuevas propiedades. Las propiedades materiales del compuesto de AH no dependen únicamente de la fracción de volumen de microesferas de HAp, sino también de las interacciones químicas y físicas con el gel de AH, tal como la red polimérica y los parámetros interfaciales (compatibilidad, humectabilidad y unión, descritos colectivamente en la presente memoria como "adhesión"). La adhesión es importante para conseguir una mejora en las propiedades del compuesto. Además, una adhesión mejorada también ayudará a dispersar mejor el aditivo en la red.

Se define un agente de acoplamiento como un compuesto que proporciona, en una visión clásica, un enlace químico entre dos materiales diferentes, generalmente un material inorgánico y un material orgánico, tal como en el caso de AH y HAp. Los agentes de acoplamiento pueden proporcionar, además, otras interacciones diferentes del enlace químico entre los dos materiales diferentes, tales como interacciones iónicas, enlaces de hidrógeno, etc., hasta interacciones débiles de van der Waals (VDW). A título de ejemplo, se pueden aplicar agentes de acoplamiento durante la mezcla del polímero y el aditivo. En otro ejemplo, el agente de acoplamiento puede aplicarse como modificación en superficie del aditivo o como un nuevo grupo funcional que se introduce en la cadena de polímero, seguido de la interacción con la otra fracción, así como combinaciones de los mismos. La totalidad de lo anterior se consideran como rutas para incrementar la adhesión entre el polímero y el aditivo. Las fuerzas de adhesión incrementadas entre el aditivo y el polímero varían desde enlaces químicos fuertes o atracción electrostática hasta interacciones de VDW débiles.

Es posible utilizar cualquier mecanismo de agente de acoplamiento tal como se ha explicado anteriormente, aunque el más favorable es la utilización de la modificación en superficie debido a la sensibilidad del AH, tal como la degradación térmica, cizallamiento, enzimática, etc., tal como se ha explicado anteriormente. Además, la utilización de un agente de acoplamiento durante la mezcla o introducido como grupo funcional puede interferir con la etapa de entrecruzamiento del AH para formar un gel entrecruzado en el caso de un compuesto que contenga AH entrecruzado.

El AH y la HAp en contacto pueden presentar interacciones del orden de VDW, enlaces de hidrógeno o incluso interacciones iónicas que se consideran no permanentes. Por el contrario, la creación de un enlace covalente entre el AH y la HAp, que puede considerarse permanente, resultará en la formación de un verdadero material compuesto que presenta los beneficios tanto del AH como de la HAp. La forma más sencilla de conseguir un enlace químico entre la superficie de la HAp y las moléculas de AH es mediante la utilización de agentes de acoplamiento y, en particular, el tratamiento en superficie con silanos organofuncionales. El tipo de agente de acoplamiento de silano, el tratamiento en superficie de silano se selecciona de acuerdo con la química de superficie del aditivo y del polímero. Otros tipos de agentes de acoplamiento pueden utilizarse de la misma manera, por ejemplo, zirconatos, titanatos, etc. Otras rutas para conseguir un enlace covalente entre el AH y la HAp pueden incluir la utilización de agentes entrecruzantes, agentes quelantes o incluso la utilización de múltiples agentes de acoplamiento en serie que sobresalen de la superficie del aditivo, lo que puede resultar en el mismo efecto de enlace químico.

La HAp presenta una tendencia a agregarse debido a las interacciones de VDW y las interacciones de enlace de hidrógeno. Otra ventaja de utilizar silanos es ayudar a prevenir la agregación debido a la eliminación de esas interacciones y, hasta cierto punto, contribuir al impedimento estérico.

La estructura química más habitual del silano organofuncional es R-S<1>-X<3>en donde X es un grupo alcoxi que puede hidrolizarse para formar grupos reactivos en la superficie y R es un grupo organofuncional que puede reaccionar con la matriz polimérica. Otros tipos de silanos organofuncionales con menos de tres grupos alcoxi también resultan adecuados para reaccionar con la superficie. Alternativamente, X es un átomo de cloro. Sin embargo, la utilización de estos materiales está limitada comercialmente debido a la dificultad de manipulación de los subproductos corrosivos, inflamables o tóxicos asociados a la hidrólisis.

Existen dos técnicas principales para la inserción del silano:

a. Pretratamiento: la aplicación directa del silano puro o su solución en un solvente orgánico diluido con agua, que acelera la reacción, al aditivo. Normalmente esta técnica se consigue mediante pulverización o inmersión del aditivo con el agente silano (acabado de superficie).

b. Adición del silano al polímero, seguida del aditivo no tratado. Esta técnica se considera rara.

En el caso del AH y la HAp, el método es el pretratamiento, en el que las partículas de HAp se recubren con silano antes de introducirlas en AH.

El resultado del proceso de pretratamiento industrial es la formación de una multicapa de silano tridimensional entrecruzada y gruesa (red de polisiloxano). Capa monocapa de silano, que actualmente solo se puede obtener mediante técnicas de sililación en fase de vapor, generalmente queda fuera del ámbito de la práctica industrial. El grupo organofuncional del silano se selecciona de acuerdo con el tipo de interacción que resulta favorable entre el polímero y el aditivo. La interacción puede ser del orden de fuerzas de VDW débiles, interacciones hidrofílicashidrofóbicas y hasta enlaces químicos covalentes. Existe una gran variedad de posibles grupos R y la especie específica se selecciona por su afinidad para la matriz polimérica. Cabe señalar que se puede utilizar eficazmente más de un tipo de silano con un polímero dado. De esta manera, para un polímero específico, el agente de acoplamiento de silano organofuncional más adecuado seleccionado debe resultar en un enlace químico y una interdifusión a través de la matriz para formar una red con el polímero.

Por ejemplo, los tratamientos en superficie de silano, tal como el 3-glicidoxipropiltrimetoxisilano o el 3-glicidoxipropiltrietoxisilano, u otros silanos con grupos funcionales epoxi que pueden actuar como el agente de entrecruzamiento BDDE y participar en la reacción química que ocurre durante el curado del gel de AH y formar de esta manera un enlace entre la HAp tratada en superficie y el AH.

El mecanismo de curado habitual con BDDE del AH incluye la reacción con BDDE, de fórmula química éter diglicidílico de 1,4-butanodiol, que presenta dos grupos epoxi funcionales que, bajo condiciones alcalinas, generan un enlace covalente estable de éter entre el AH y el agente entrecruzante, al igual que el 3-glicidilpropiltrimetoxisilano presenta un grupo epoxi funcional que puede entrecruzar HAp con AH. El grupo R de 3-glicidoxipropiltrimetoxisilano, el grupo epoxi puede desempeñar la función de BDDE y actuar como un agente de entrecruzamiento. Tal como se ha indicado anteriormente, los entrecruzantes también son una ruta para formar un enlace covalente entre el AH y la HAp. En este caso, el BDDE también puede unir AH y HAp, ya que por un lado se une al AH y por el otro se une a la superficie de la HAp, formando enlaces éter o, en un caso extremo, neutralización de radicales en la superficie de la HAp. El problema en un sistema de este tipo es controlar el grado de entrecruzamiento tanto en las cadenas de AH entre sí, como en el entrecruzamiento entre el AH y la HAp debido a la competencia por los sitios de entrecruzamiento presentes en ambos, tanto AH como HAp. Se requeriría una mayor concentración de BDDE para conseguir propiedades comparables o, incluso las propiedades mismas, a las del método de tratamiento en superficie de la HAp seguido del entrecruzamiento para formar el compuesto de AH y HAp.

Otra posibilidad es el viniltrimetoxisilano o el viniltrietoxisilano o el viniltriclorosilano como ejemplo de clorosilano u otro silano con grupo funcional vinilo que puede actuar como el entrecruzante de divinilsulfona (DVS) y participar en la reacción química que ocurre durante el curado del gel de AH y, por lo tanto, formar un enlace entre el HAp tratado en superficie y el AH.

El mecanismo de curado habitual con DVS del AH incluye la reacción con DVS, que presenta dos grupos funcionales vinilo que, bajo condiciones alcalinas, generan un enlace covalente estable de éter entre el AH y el agente entrecruzante, al igual que el viniltrimetoxisilano presenta un grupo vinilo funcional que puede entrecruzar HAp con AH. El grupo R del viniltrimetoxisilano, que es el grupo vinilo, puede desempeñar la función de la DVS y actuar como un entrecruzante.

El número de posibilidades para entrecruzar AH y HAp es enorme; otro ejemplo es la dihidrazida de ácido adípico (ADH, por sus siglas ene inglés) como entrecruzante y el 3-aminopropiltrietoxisilano o el 3-aminopropiltrimetoxisilano u otros silanos agrupados de grupo funcional amino pueden desempeñar el papel de la ADH y actuar como entrecruzante. Sin embargo, no todas las reacciones son favorables debido a la sensibilidad del AH, tal como se ha explicado anteriormente. Los ejemplos de silanos con grupos funcionales epoxi y silanos con grupos funcionales vinilo imitan los procedimientos más habituales de entrecruzamiento del AH utilizados en el mercado de los rellenos dérmicos y pueden implementarse fácilmente en el compuesto de AH y HAp, ya sea en una composición de AH entrecruzado o no. Tal como se ha mencionado anteriormente, se forma una multicapa tridimensional de silano entrecruzado durante la sililación en la superficie de las microesferas de HAp. No hay una cobertura completa del silano unido en la superficie debido a la estructura tridimensional. De esta manera, existen dominios en la superficie tratados con silano y dominios que están libres de silano, lo que proporciona a la superficie una topografía de parches tratados, aislados o interconectados, en una zona más grande sin tratar, que se visualizan como islas o islas interconectadas (unidas mediante puentes) en un mar. Los dominios de silano unidos en superficie son las islas dispersas en el mar de la superficie de HAp libre. La textura superficial de las islas en el mar puede adaptarse dependiendo de la concentración de silano utilizada.

Sin deseo de limitarse al cambio de concentración, se pueden aplicar otros métodos para adaptar la topografía superficial y la afinidad, tal como la técnica de partículas Janus. Una partícula Janus es una partícula antisimétrica con dos propiedades físicas distintas, por ejemplo, una partícula de HAp con la superficie de un hemisferio tratado con silano y el otro hemisferio no tratado. La topografía de la superficie y la afinidad son diferentes en los dos hemisferios. Existen diferentes métodos para formar partículas Janus que pueden aplicarse, por ejemplo, el método de enmascaramiento, en el que las partículas quedan atrapadas en la interfaz entre dos fases, permitiendo que el hemisferio no tratado se enmascare y el otro hemisferio se dimensione, de modo que la modificación de la superficie de la partícula se realice solo en una cara.

Otro ejemplo de dicho método para adaptar la topografía de la superficie y la afinidad es el uso de una mezcla de reactivos de silano con diferentes funcionalidades, por ejemplo, un silano que puede reaccionar con cadenas de AH, mientras que el otro silano no puede. En un caso extremo, se forma una partícula Janus con una superficie de hemisferio recubierta de silano reactivo, mientras que el otro hemisferio se recubre con silano no reactivo. En cualquiera de los ejemplos mencionados, la zona tratada con silano presenta la topografía de parches tratados, aislados o interconectados en una zona más grande sin tratar. El tratamiento de la superficie es de orden nanométrico aplicado en microesferas de un tamaño del orden micrométrico. Este tipo de topografía de la superficie permite la degradación lenta de la HAp y sirve como un andamiaje para el crecimiento natural del tejido. Es razonable suponer que en dicha estructura, la degradación puede ser más lenta que en las microesferas de HAp no tratadas.

Las cadenas de AH se adsorben sobre la superficie de la HAp tratada superficialmente. Una cadena de AH adsorbida en la superficie forma trenes (parte de la cadena que está en contacto con la superficie), bucles (parte de la cadena que no está en contacto con la superficie y limitada por dos trenes) y dos colas (parte de la cadena que no está en contacto con la superficie y limitada en un lado por un tren y libre en el otro lado). La adsorción implica la formación de interacciones físicas y enlaces químicos, denominados "fisisorción" y "quimisorción", respectivamente. De esta manera, es razonable suponer que algunos de los trenes de cadenas de AH están adheridos covalentemente a la superficie y la adsorción es irreversible y permanente. Esta estructura implica que las microesferas de HAp también actúan como sitios de entrecruzamiento en el gel formado. Es razonable suponer que la concentración de entrecruzantes en presencia de microesferas tratadas en superficie puede reducirse para presentar el mismo efecto de entrecruzamiento. De esta manera, estas microesferas pueden sustituir en cierta medida al entrecruzante. Además, el efecto de una microesfera como sitio de entrecruzamiento es un incremento local de la resistencia mecánica, un sitio de anclaje que puede ayudar en un efecto de volumen más estable, especialmente en arrugas profundas. Además, las cadenas de AH que están adheridas a la superficie son menos susceptibles a la degradación enzimática. Resulta razonable suponer que dicha parte de la cadena definida como trenes es menos propensa a la degradación enzimática ya que están unidos a la superficie. La degradación de parte de la cadena definida como bucles y colas depende de su tamaño relativo y la accesibilidad a los enzimas. De esta manera, en general, las cadenas de A h en proximidad a las microesferas de HAp son menos propensas a la degradación enzimática, lo que puede ayudar a un efecto de volumen más robusto y a una mayor durabilidad de la zona inyectada. Además, la resistencia mecánica mejorada del compuesto de AH que contiene HAp como enlaces cruzados, mientras que las microesferas actúan como puntos de anclaje, puede ayudar sustancialmente en zonas donde las arrugas dinámicas y los pliegues requieren una mayor resistencia a la acción muscular. A partir de lo mencionado anteriormente, se entiende claramente que el AH que contiene partículas de HAp unidas químicamente se considera que es un compuesto, un gel reforzado con propiedades mejoradas, tales como resistencia mecánica, resistencia a la degradación, etc., o bien las propiedades se pueden personalizar según la aplicación requerida. Otros tipos de microesferas tratadas en superficie, biodegradables o no, inertes o estimulantes, pueden utilizarse para el efecto de anclar cadenas de AH, tal como las microesferas de ácido poliláctico.

Tal como se ha mencionado anteriormente, el AH y la HAp en contacto en una mezcla simple en lugar de un compuesto pueden presentar interacciones del orden de VDW, enlaces de hidrógeno o incluso interacciones iónicas que se consideran no permanentes. Al inyectarse, la mezcla se expone a los tejidos corporales y líquidos corporales que pueden presentar las mismas interacciones del orden de VDW, enlaces de hidrógeno o incluso interacciones iónicas con AH y HAp, lo que puede resultar en la pérdida de interacción entre AH y HAp en contraste con la interacción química covalente permanente entre el AH y la HAp.

De esta manera, en una mezcla, las cadenas de AH y las microesferas de HAp se degradarán como si hubiesen sido inyectadas por sí solas, mientras que en un compuesto, el efecto sinérgico es que tanto las cadenas de AH como las microesferas de HAp se degradarán mucho más lentamente, permitiendo un uso a largo plazo en el cuerpo, un tiempo de residenciain vivomás prolongado, y por lo tanto, un aumento tisular prolongado. Tal como se ha indicado anteriormente, la utilización de entrecruzantes se considera una modificación química o estabilización por entrecruzamiento del AH, mientras que la adición de partículas que se unen químicamente puede considerarse una modificación física y química del AH mediante el entrecruzamiento con partículas. Lo último también es un método para la estabilización del AH por partículas en general y en particular de la HAp, además de la estabilización por entrecruzamiento.

Algunos beneficios adicionales que podrían aparecer por la utilización del compuesto de AH y HAp son que se evita el efecto Tyndall, ya que la HAp es opaca, o reducir la blancura en zonas delgadas, ya que el AH es translúcido. Además, la HAp es radiopaca y, de esta manera, toda la composición es fácilmente detectable en radiografía durante o después de la inyección.

En general, se puede considerar una modificación química, funcionalización o derivatización del AH con grupos inorgánicos, tales como la HAp tratada en superficie con silano, lo que permite alterar las propiedades químicas y físicas del AH de manera controlada para obtener un nuevo biomaterial con propiedades nuevas deseadas y mejoradas.

Tal como se ha indicado anteriormente, el AH y un entrecruzante bi- o polifuncional pueden formar un enlace covalente bajo condiciones alcalinas o ácidas. La adición de un entrecruzante polifuncional de tipo dendrímero puede presentar otra ventaja de menor viscosidad y mayor longevidad en el tejido. El dendrímero es una macromolécula con un peso molecular preciso y una estructura hiperramificada que define una forma elipsoidal o globular. Los dendrímeros están constituidos de un núcleo central y una serie de capas radicalmente concéntricas en las ramas denominadas "generaciones", que definen su forma. Normalmente, los grupos funcionales efectivos que pueden reaccionar con otras fracciones se encuentran en la generación más externa (es decir, las partes más externas de las ramificaciones). Por ejemplo, la reacción del AH tanto con BDDE (entrecruzante con doble funcionalidad epoxi) como con una molécula dendrítica con funcionalidades epoxi puede resultar en un gel más blando y requerir una fuerza de extrusión más baja a través de una aguja de calibre fino, así como en un gel de mayor longevidad en el tejido debido a la estructura dendrítica del entrecruzante dendrímero.

Alternativamente, el AH no entrecruzado, una parte o la totalidad del mismo, en un relleno dérmico puede entrecruzarse utilizando un dendrímero con funcionalidades epoxi, manteniendo de esta manera una viscosidad reducida que puede ayudar en la extrusión a través de una aguja de calibre fino y, en cierta medida, mostrar una mayor longevidad en el tejido que el AH no entrecruzado. Una aguja de calibre fino es, por ejemplo, una con un calibre comprendido en el intervalo de entre 27G y 30G. Opcionalmente, dicha longevidad superior podría ser por lo menos un 20 % mayor que para la composición de relleno dérmico de AH, por lo menos 50 % más larga, por lo menos 100 % más larga, por lo menos 200 % más larga, por lo menos 500 % más larga o cualquier valor entero entre dichos valores. La longevidad más grande es la del AH entrecruzado, que puede, por ejemplo, entrecruzarse con BDDE y dendrímero. El producto de gel, tal como el relleno dérmico final, puede comprender, por ejemplo, aproximadamente 90 % de gel entrecruzado y 10 % de AH no entrecruzado. La presencia de AH no entrecruzado reduce la viscosidad del gel y lo lubrica para facilitar la extrusión a partir de la jeringa.

Pueden encontrarse ejemplos no limitativos de dichos dendrímeros con funcionalidad epoxi en la obra titulada "Multiply Functionalized Dendrimers: Protecting-Group-Free Synthesis through Sequential Thiol-Epoxy 'Click' Chemistry and Esterification Reaction (RSC Advances, presentada el 4 de mayo de 2015, Khan et al.; ver, por ejemplo, la molécula 8 a modo de ejemplo no limitativo de un dendrímero epoxi).

Tal como se ha indicado anteriormente, el AH y un entrecruzante bi- o polifuncional pueden formar un enlace covalente bajo condiciones alcalinas o ácidas. La adición de una molécula de tipo jaula POSS® (por sus siglas en inglés, silsesquioxano oligomérico poliédrico) como entrecruzante polifuncional, por ejemplo, POSS® con funcionalidades epoxi, tal como, por ejemplo, glicidil POSS® (silsesquioxano con funcionalidades epoxi) puede presentar varias ventajas, de viscosidad reducida y de mayor longevidad en el tejido. Las diferentes funcionalidades orgánicas pueden adaptarse a la estructura base de jaula, tal como, por ejemplo, el grupo funcional epoxi en el glicidil POSS®. Por ejemplo, la reacción del AH con BDDE y la molécula de glicidil POSS® puede dar lugar a un gel más suave y a una menor fuerza de extrusión a través de una aguja de calibre fino, y también a un gel de mayor longevidad en el tejido debido a la estructura de jaula del enlace cruzado del glicidil POSS®. Alternativamente, el AH no entrecruzado, una parte o la totalidad del mismo, en un relleno dérmico puede entrecruzarse utilizando glicidil POSS®, manteniendo de esta manera una viscosidad reducida que puede ayudar en la extrusión a través de una aguja de calibre fino y, en cierta medida, presentar una mayor longevidad en el tejido que el AH no entrecruzado.

La descripción anterior de calibre fino y/o mayor longevidad también puede aplicarse a dicha realización con POSS®.

POSS® adaptado con una funcionalidad orgánica adecuada también puede servir como agente de acoplamiento, por ejemplo en el caso en que la funcionalidad alcoxi, tal como en los silanos, y la funcionalidad epoxi, estén presentes en la estructura base de jaula. Dicha estructura POSS® puede acoplar ambos extremos del AH y la HAp, al igual que el tratamiento de superficie con silano. El procedimiento de aplicar POSS® como agente de acoplamiento es similar al descrito anteriormente.

Aunque el material descrito anteriormente contenía un polisacárido, en particular AH químicamente unido a una cerámica de fosfato de calcio particulado, tal como, por ejemplo, HAp mediante la utilización de un agente de acoplamiento, no pretende ser limitativo en modo alguno. Otros polisacáridos tales como el heparosano pueden seguir el mismo procedimiento de unión que el AH a la HAp, y otros tipos de microesferas tratadas en superficie, tales como las microesferas biodegradables de ácido poliláctico, que pueden desempeñar el papel de la HAp en el anclaje superficial de las cadenas de AH.

Aunque lo descrito anteriormente se refiere a los rellenos dérmicos, en particular a los rellenos dérmicos faciales, no implica en modo alguno la limitación a este caso. Pueden rellenarse o aumentarse otras zonas anatómicas del cuerpo, tales como el cuello, los glúteos, el pecho, los senos, la mano, la pantorrilla, etc. Además, puede utilizarse como una alternativa no quirúrgica o un complemento de la cirugía en el remodelado nasal y en injertos de la punta nasal. Además, puede utilizarse en todo el cuerpo para difuminar marcas en la piel, tales como cicatrices, cicatrices del acné, estrías - marcas por estiramiento, etc. Además, puede presentar ventajas y utilizarse en campos tales como la reconstrucción de huesos y dientes, en los que la HAp es el componente principal. Además, puede presentar ventajas y utilizarse en campos tales como la lubricación de articulaciones para mejorar la movilidad articular y la capacidad de absorción de impactos.

Tratamiento de superficie con silano

1. Preparación de la solución de tratamiento con silano (silano al 2 % en el volumen total):

se mezcla 93,25 % en vol. de metanol con un 3,93 % en vol. de agua destilada. Se añade 0,81 % en vol. de ácido acético para tamponar la solución a un pH de 4,5 a 5,5. Se añade 2 % en vol. de silano funcional a la solución. Se puede utilizar una concentración de silano más baja para ajustar la cobertura de silano en la superficie.

2. Tratamiento de silano:

La solución se sometió a agitación durante 1 a 10 minutos y durante ese tiempo, se formaron grupos silanol en la solución. Las microesferas de HAp se introdujeron en la solución durante aproximadamente 30 minutos. A continuación, las microesferas de HAp se enjuagaron dos veces en metanol puro. Las microesferas de HAp se insertan en un horno a una temperatura comprendida entre 70 °C y 105 °C durante un periodo de 1 a 24 horas con el fin de curar y finalizar el procedimiento de formación de la capa de silano, o se dejan curar durante la noche a temperatura ambiente. Las duraciones y temperaturas proporcionadas son dependientes del tipo de silano, por ejemplo: 70 °C durante 24 horas resulta adecuado para el 3-glicidoxipropiltrimetoxisilano con el fin de evitar la degradación de los grupos funcionales epoxi de silano.

Se puede utilizar un mezclador de alta cizalla, un mezclador de rotor-estator, un homogeneizador o un dispositivo generador supersónico tipo sonda para impedir la aglomeración de las microesferas.

Formulación de relleno dérmico con microesferas de HAp que contienen AH no entrecruzado

Se añade a una solución alcalina materia prima de NaHA, por ejemplo de un PM de dos mega Da, en cualquier forma de fibra o polvos. El NaHA se somete a agitación, disolución e hidratación en la solución alcalina a temperatura ambiente durante varias horas hasta que se forma un líquido viscoso y homogéneo de AH.

La HAp tratada con silano 3-glicidoxipropiltrimetoxisilano se introduce en el líquido viscoso de AH bajo agitación para formar una dispersión. La dispersión se calienta a 50 °C durante varias horas para permitir la formación de enlaces entre el AH y la HAp tratada en superficie. La reacción se puede utilizar sin agitación en casos en los que la dispersión es altamente viscosa y las microesferas están inmovilizadas en la dispersión debido a la elevada viscosidad. En el caso de que las microesferas sean lábiles y tiendan a sedimentar, se puede utilizar un mezclador o un dispositivo generador supersónico tipo sonda para evitar que las microesferas sedimenten y se aglomeren. A continuación, la dispersión se enfría de nuevo hasta la temperatura ambiente. Seguidamente, la dispersión se hincha y se dializa con PBS en una bolsa de diálisis con un corte de PM de 12.000 durante unos días para eliminar los residuos de bajo peso molecular. El PBS se cambia regularmente para introducir PBS nuevo en la dispersión. Por ejemplo, el grado de hinchado se determina para formar una dispersión que contenga 30 % v/v de HAp o menos. Debido al efecto sinérgico, la concentración de tanto AH como HAp puede reducirse y todavía presentar el mismo efecto que los rellenos dérmicos comunes disponibles en el mercado. Se utiliza la dispersión para llenar jeringas, que se se esterilizan y ya están lista para el uso. Alternativamente, las microesferas de HAp con AH unido en superficie pueden incorporarse en otro portador de gel compuesto de carboximetilcelulosa (CMC), glicerina y agua.

Formulación de relleno dérmico de microesferas de HAp que contiene AH entrecruzado

Las etapas básicas del procedimiento de entrecruzamiento son conocidas por el experto habitual en la materia. Se añade a una solución alcalina materia prima de NaHA, por ejemplo de dos mega Da, en cualquier forma de fibra o polvos. El NaHA se somete a agitación, disolución e hidratación en la solución alcalina a temperatura ambiente durante varias horas hasta que se forma un líquido viscoso y homogéneo de AH.

Se introducen HAp tratados en superficie con BDDE y 3-glicidoxipropiltrimetoxisilano en el líquido viscoso de AH bajo agitación para formar una dispersión. La dispersión se calienta a 50 °C durante varias horas para permitir la formación de enlaces entre el AH y la HAp tratada en superficie. La reacción se puede utilizar sin agitación en casos en los que la dispersión es altamente viscosa y las microesferas están inmovilizadas en la dispersión debido a la elevada viscosidad. En el caso de que las microesferas sean lábiles y tiendan a sedimentar, se puede utilizar un mezclador o un dispositivo generador supersónico tipo sonda para evitar que las microesferas sedimenten y se aglomeren. A continuación, el gel compuesto se enfría de nuevo hasta la temperatura ambiente. Seguidamente, el gel compuesto se hincha y se dializa con PBS en una bolsa de diálisis con un corte de PM de 12.000 durante unos cuantos días para eliminar los residuos de bajo peso molecular, incluyendo el BDDE. El PBS se cambia regularmente con el fin de introducir PBS nuevo en el gel compuesto. Se añade AH no entrecruzado al gel compuesto con el fin de ayudar a reducir la fuerza de extrusión. Por ejemplo, un gel compuesto puede contener 30 % v/v de HAp. Se utiliza el gel compuesto para llenar jeringas, que se se esterilizan y ya están listas para el uso.

Ensayo de partículas tratadas con silano

Las microesferas de HAp se prepararon de acuerdo con el Ejemplo 1, anteriormente.

Materiales utilizados:

1. Microesferas de HAp de grado médico, esféricas de 15 a 60 micrómetros, D50=35 micrómetros.

2. 3-Glicidoxipropiltrimetoxisilano >98 %, Sigma Aldrich

3. Metanol >99,9 %, grado HPLC, Sigma Aldrich

4. Ácido acético >99,7 %, grado reactivo ACS, Sigma Aldrich

SEM+EDS:

Aparato: microscopio electrónico de barrido (SEM, por sus siglas en inglés) Phenom ProX SEM de escritorio

Análisis de SEM+EDS

Se utilizó un microscopio electrónico de barrido (SEM) acoplado con la técnica de espectroscopía de energía dispersiva (EDS, por sus siglas en inglés) para obtener un análisis químico de los elementos localizado de las microesferas de HAp no tratadas y de las microesferas de HAp tratadas con 3-glicidoxipropiltrimetoxisilano. Se obtuvieron micrografías de SEM y un análisis cuantitativo de EDS de las concentraciones de los elementos en la superficie.

Las micrografías de SEM representadas en las Figuras 1 y 2 muestran microesferas de HAp sin tratar y tratadas con 3-glicidoxipropiltrimetoxisilano, respectivamente. Ambos conjuntos de microesferas mostraban similitudes en cuanto a la estructura morfológica, lo que indica que la aplicación de tratamiento en superficie con silano de las microesferas de HAp no deterioró las microesferas.

El análisis de EDS de la HAp no tratada reveló la presencia de átomos de Ca, P y O, tal como se esperaba de la HAp. Tal como se puede observar en la Tabla 1, la proporción atómica Ca/P era de -1,67, tal como se esperaba de la HAp.

El análisis de EDS de la HAp tratada con 3-glicidoxipropiltrimetoxisilano reveló, además de átomos de Ca, P y O, la presencia de átomos de Si, lo que indica la presencia de un tratamiento en superficie con silano. Tal como se ha indicado anteriormente, el resultado del procedimiento de pretratamiento industrial es la formación de una gruesa red tridimensional de silano entrecruzada (red de polisiloxano) que, de esta manera, puede desviar la proporción atómica Ca/P del valor teórico de 1,67, tal como se puede observar en la Tabla 2, y es indicativa de la presencia del tratamiento en superficie con silano en comparación con la superficie no tratada.

Tabla 1. Análisis elemental de microesferas de HAp no tratadas

Tabla 2. Análisis elemental de microesferas de HAp tratadas con 3-glicidoxi-propiltrimetoxisilano

Aunque la invención se ha descrito en conjunto con realizaciones específicas de la misma, resulta evidente que muchas alternativas, modificaciones y variaciones resultarán evidentes para el experto en la materia. De acuerdo con lo anteriormente expuesto, se pretende que estén cubiertas todas las alternativas, modificaciones y variaciones que se encuentren comprendidas dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Composición que comprende ácido hialurónico (AH) o heparosano químicamente unido a microesferas de hidroxiapatita (HAp),

en la que se obtiene el enlace químico con un agente de acoplamiento, y

en la que las microesferas de HAp se tratan previamente con el agente de acoplamiento.

2. Composición según la reivindicación 1, en la que el AH o el heparosano permanece no entrecruzado antes de la reacción con las microesferas de HAp.

3. Composición según la reivindicación 1 o 2, que comprende, además, un portador adecuado para la inserción en un sujeto mamífero como relleno dérmico.

4. Composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que las cadenas de AH o heparosano se estabilizan mediante entrecruzamiento con microesferas.

5. Composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en la que el agente de acoplamiento es silano organofuncional.

6. Composición según la reivindicación 5, en la que el silano organofuncional presenta por lo menos un grupo alcoxi o por lo menos un átomo de cloro.

7. Composición según la reivindicación 6, en la que el silano organofuncional presenta la fórmula R-Si-X<3>en la que X es un grupo alcoxi que puede hidrolizarse formando grupos reactivos en la superficie y R es un grupo organofuncional que puede reaccionar con el AH o el heparosano.

8. Composición según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 7, en la que el silano organofuncional se selecciona del grupo que consiste en un silano con funcionalidad epoxi, un silano con funcionalidad vinilo o un silano que presenta un grupo funcional amino.

9. Composición según la reivindicación 8, en la que el silano con funcionalidad epoxi comprende uno o más de 3-glicidoxipropiltrimetoxisilano o 3-glicidoxipropiltrietoxisilano.

10. Composición según la reivindicación 8, en la que el silano con funcionalidad amino comprende uno o más de silano 3-aminopropiltrietoxisilano o silano 3-aminopropiltrimetoxisilano.

11. Método de fabricación de una composición según la reivindicación 1, en donde el método comprende:

modificar una superficie de las microesferas de HAp con un agente de acoplamiento, y

unir el AH o el heparosano al agente de acoplamiento que ha modificado la superficie de las microesferas de HAp.

12. Método según la reivindicación 11, en el que el agente de acoplamiento es silano organofuncional.

13. Método según la reivindicación 12, en el que dicha modificación de una superficie de las microesferas de HAp con un agente de acoplamiento comprende aplicar el silano organofuncional en las microesferas de HAp y seguidamente curar las microesferas de HAp en un horno a una temperatura de entre 70 °C y 105 °C durante un periodo de entre 1 y 24 horas.

14. Método según la reivindicación 13, en el que el silano organofuncional comprende 3-glicidoxipropiltrimetoxisilano y el curado se lleva a cabo a 70 °C durante 24 horas.

15.Método según la reivindicación 12, en el que la modificación de una superficie de las microesferas de HAp con un agente de acoplamiento comprende aplicar el silano organofuncional a las microesferas de HAp y curar las microesferas de HAp a temperatura ambiente durante la noche.