Dispositivo médico basado en polímeros biodegradables para la liberación de nanoformulaciones en heridas complejas

Tecnología

El producto en desarrollo consiste en un dispositivo médico, conformado como un apósito de hidrogel polimérico cargado con nanopartículas de cobre, cuya aplicación se proyecta en el tratamiento de heridas complejas como heridas crónicas infectadas, quemaduras, escaras y úlceras. Dentro de los dispositivos médicos formulados para esta función, se le considera un apósito primario ya que está directamente en contacto con la herida o ulcera, actuando también como un apósito activo, ya que incorpora componentes que interactúan con la herida, evitando la proliferación microbiana, favoreciendo el microambiente de la herida y por lo tanto, el proceso de cicatrización. El producto garantiza la protección de heridas en la piel, la recuperación del tejido en un corto tiempo y con menores molestias, ya que el material es bioadsorbido en la piel, sin requerir procedimientos de debridación adicionales. El dispositivo está formado por dos elementos principales: * Una matriz liofilizada de hidrogel de quitosano-almidón, con propiedades reguladoras de la inflamación, bioadherentes, cicatrizantes, facilitadoras del intercambio de exudados y gases en el tejido dañado * Nanopartículas de cobre con actividad antimicrobiana, que se encuentran embebidas en el hidrogel. De manera más concreta, se ha definido que el producto como un apósito con carga in-situ de nanopartículas de cobre y donde la comsposición del hidrogel se encuentra optimizada. La carga de nanopartículas se realiza utilizando sulfato de cobre pentahidratado como sal precursora y ácido acético o boro hidruro de sodio como agente reductor. Se ha determinado que la concentración cobre que se cargará en el hidrogel estará entre las 1000-2000 ppm. Composición del hidrogel PolimeroPeso (g)SolventeVolumen solvente (mL)Agente entrecruzanteVolumen de agente entrecruzante (mL)Volumen solución final (mL)Porcentaje p/v final Quitosano1Ácido acético 2%40Genipina 0.03%4841.25 Almidón1Agua desionizada40Genipina 0.03%4841.25 Actualmente, el producto se presenta como un apósito redondo con diámetro de 0.6, 1.5 y 3.5 cm, teniendo en cuenta el tipo de lesión que se evaluará en los siguientes objetivos del proyecto en curso. Sin embargo, es importante recalcar que es posible generar parches de otras formas y tamaños, y esto sólo dependerá del molde que se utilice al momento de liofilizar el hidrogel.

Qué problema resuelve esta capacidad

La tecnología se inserta en el mercado de hidrogeles para tratamientos de heridas complejas. El mercado de hidrogeles está consolidado con cinco grandes empresas, las que representan alrededor del 46% del mercado. Las principales compañías son 3M (EE.UU), Johnson & Johnson Services Inc. (EE.UU), ConvaTec Inc. (Reino Unido), The Cooper Companies Inc. (EE.UU) y Sekisui Plastics Co. Ltd. (Japón). Estudios de mercado reportan en el año 2017, el mercado mundial de hidrogeles obtuvo ganancias de USD$16,5 mil millones. Se proyecta que este mercado aumente su tasa de crecimiento compuesta (CAGR) en un 6,9% al año 2024, generando ganancias de hasta USD$27 mil millones. A nivel territorial Asia-Pacífico es el mayor mercado de consumo de hidrogeles, mientras que Latinoamérica y África se proyectan como regiones donde el mercado de hidrogeles tendrá́un crecimiento medio. En Chile, no existen datos específicos sobre el mercado de hidrogeles pero es posible encontrar diversos productos basados en hidrogeles (en combinación principalmente con Plata) para el tratamiento de heridas. Según estadísticas de Aduanas, el año 2019 las importaciones en la categoría de "apósitos con productos farmacéuticos" alcanzaron los USD $1.812.256, y esta categoría contiene los apósitos con hidrogeles. La competencia más cercana se tiene con la empresa Cuperscience y su producto Cupersan el cual utiliza cobre, en el compuesto sulfato de cobre pentahidratado. La tecnología propuesta, en cambio, contempla la utilización de nanopartículas de cobre. La nanodimensión de los materiales terapéuticos los hace más activos al aumentar su superficie de contacto con el tejido diana por lo que son preparaciones más eficientes y con menos efectos secundarios. Los usuarios finales del producto son los pacientes que padecen heridas complejas como quemaduras, úlceras y escaras. Para el año 2015, a nivel mundial, la incidencia de enfermedades de la piel fue de 605.036.000 casos, y en base a un estudio de artículos relacionados con la prevalencia de heridas crónicas en adultos, desde enero de 2000 hasta junio de 2018, se estimó que estas tienen una prevalencia combinada de 2,21 por 1.000 habitantes. En Estados Unidos, más de 6 millones de personas (2% de la población) están afectadas por úlceras crónicas. En el Reino Unido, la tasa de úlceras crónicas es de 1,48 por 1.000 habitantes, siendo másfrecuente en mayores de 65 años (3,6% de dicha población). En Chile, no existen cifras exactas, pero datos del Ministerio de Salud del año 2000, determinaron una tasa de ulceras crónicas del 10,6 por cada 1.000 habitantes (más de 159.000 pacientes en el año 2000). Además, alrededor de un 40% de los portadores de úlceras son laboralmente activos, por lo que se asume este problema podría influir directamente en el desempeño laboral. Las proyecciones demográficas, en tanto, permiten estimar que para el año 2025, al menos 355.000 individuos podrían sufrir de una úlcera cutánea crónica en Chile.

Cuáles son las ventajas competitivas de esta capacidad

En base a su composición y antecedentes experimentales obtenidos hasta la fecha, el producto tendrá las siguientes ventajas competitivas: _ _Protección mecánica de la lesión._ _ El producto se presentará en formato de apósito, y su primera función será cubrir y proteger la herida. Como apósito antiadherente para heridas, el hidrogel se aplica y retira fácilmente sin lesión secundaria, las que son características requeridas en los apósitos ideales para el tratamiento de heridas complejas _ _Absorción de exudados de la herida._ _ La estructura de red tridimensional del hidrogel facilita la absorción y retención de agua, manteniendo así un ambiente húmedo a largo plazo que favorece la cicatrización de ka herida. _ _Efecto cicatrizante._ _ La estructura de red porosa permite que el hidrogel realice el intercambio de humedad y gas y el transporte de nutrientes, lo cual es beneficioso para promover la cicatrización de heridas y calmar la incomodidad de las heridas. _ _Efecto antimicrobiano._ _ El hidrogel contendrá nanopartículas de cobre con actividad antimicrobiana demostrada, lo que evitará la infección de las heridas. El efecto antimicrobiano de las nanopartículas de cobre se atribuye principalmente a que interactúan con la membrana celular bacteriana y conducen a su destrucción, generando especies reactivas de oxígeno, inactivación enzimática, desactivación de proteínas, cambios en la expresión génica y estimulan la inmunidad innata y adaptativa. _ _Biocompatible y biodegradable._ _ El hidrogel tiene una excelente biocompatibilidad, lo que le permite simular el entorno natural de la matriz extracelular y proporcionar un entorno adecuado para la proliferación celular. El hidrogel de quitosano-almidón no es toxico para la piel, por lo que no requiere ser retirado de la herida. **Costo-efectivifdad**. Seproyecta que el costo de manufactura del dispositivo médico sean 50% inferiores a la competencia, lo que permitirá disminuir los costos en salud tanto para el servicio público/privado y para el paciente.

Qué más deberías saber sobre esta capacidad

TRL 5

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Oliberto Sánchez Ramos Investigador / Responsable

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