Síntesis de nuevos materiales hidrófilos biodeqradables derivados de Doli(3-hidroxibutirato-co-3-valerato) v alginato entrecruzado

La presente invención se refiere a un procedimiento de síntesis de una serie de nuevos materiales hidrófilos biodegradables en forma de película preparados a partir de una red semi-interpenetrada (semi-IPN) de poli(3-hidrox¡but¡rato-co-3-valerato) y alginato entrecruzado, con propiedades fisicoquímicas y biológicas adecuadas para aplicaciones biomédicas e industriales.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Es conocido en el estado del arte la fabricación de redes semi-interpenetratadas (semi- IPNs) con distintas combinaciones de materiales poliméricos y con diversidad de usos. También es común el uso de entrecruzadores en algunas de ellas con la finalidad de mejorar algunas de sus propiedades.

Así, en la patente (JP2015007260A se describe un material para uso como recubrimiento de dispositivos implantables basado en de polímeros conjugados o entrecruzados de ácido hialurónico y polímeros biocompatibles hidrófobos, citando el ácido poli láctico, ácido poli g licólico o polihidroxialcanoatos como poli(3-hidroxibutirato- co-3-valerato) (PHBV), aunque no se indica el alginato ni una estructura semi-IPN. Por otro lado, la patente CN103341327B describe el uso del PHBV junto con un polímero hidrófilo (específicamente se cita polivinil alcohol, quitosano y acetado de celulosa) para la preparación de fibras formando una membrana, aunque no se indica una estructura en forma de semi-IPN. Asimismo, estos materiales aparecen en otros documentos, incluso en combinación con otros polímeros biodegradables, como es el caso de la solicitud internacional WO2019211854A1 , en el que se define la preparación de una red semi-IPN foto-inducible para reparar heridas superficiales en la piel, compuesta de colágeno de origen vegetal (colágeno recombinante tipo 1 ) en combinación con ácido hialurónico entrecruzado; la solicitud CA3007254A1 referida a una doble red formada por una red polimérica rica en grupos CH ₂ -CH(OH) y una segunda rica en carboxilos (COOH) que contenga sales, sulfonilos, hidroxilos o amonios; la también solicitud china CN103013415A, donde la invención consiste en una red semi-IPN entre cuyos

INCORPORACIÓN POR REFERENCIA (REGLA 20.6) componentes se encuentra el polivinil alcohol (PVA) (no menciona el alginato); o la solicitud WO2014147648A1 que describe una nueva red semi-IPN formada por materiales poliméricos con un esqueleto de poliéster. La patente ES2812048A1 describe una estructura semi-IPN formada por un polímero de la familia de los polihidroxialcanoatos y el polímero hidrófilo polivinil alcohol.

En ninguno de los casos se ha encontrado hidrogeles basados en una red semi-IPN en forma de película (film) de polihidroxibutirato-co-valerato y alginato de sodio entrecruzadas con iones divalentes o trivalentes o hidrogeles basados en una semi-IPN de poli(3-hidrox¡but¡rato-co-3-valerato) y alginato de sodio entrecruzado con iones divalente o trivalentes con carga de nanoplaquetas de grafeno).

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un procedimiento de síntesis y aplicaciones de una serie de nuevos materiales hidrófilos biodegradables en forma de película preparada a partir de una red semi-interpenetrada (semi-IPN) de poli(3-hidrox¡but¡rato-co-3-valerato) (PHBV), también llamado polihidroxibutirato-co-valerato, y alginato de sodio (SA) (el cual se encuentra entrecruzado).

La semi-IPN se sintetiza a partir de la disolución del PHBV en cloroformo y dimetilsulfóxido (DMSO) y el alginato de sodio en agua destilada. Posteriormente se realiza la mezcla de las dos disoluciones y se prepara una película (film, en inglés) por evaporación. Esta película se obtiene tras la evaporación de los disolventes siguiendo un procedimiento con temperaturas y tiempos específicos. Finalmente, la película formada es entrecruzada iónicamente mediante iones divalentes o trivalentes, preferiblemente cloruro de calcio, que únicamente entrecruza las cadenas de alginato formando una red. Las películas formadas, constituidas por una semi-IPN de PHBV y alginato de calcio (alginato de sodio entrecruzado con iones de calcio), son biodegradables y biocompatibles; asimismo, presentan propiedades fisicoquímicas y biológicas adecuadas para aplicaciones biomédicas e industriales.

Además, se presenta la posibilidad de incorporar nanoplaquetas de grafeno conductor para mejorar las propiedades eléctricas y antimicrobianas de estas películas semi-IPN (PHBV/alginato de calcio).

INCORPORACIÓN POR REFERENCIA (REGLA 20.6) De esta manera se han obtenido materiales cuyas ventajas, comparadas a los productos o procedimientos existentes, consisten en que las semi-IPN de la presente invención constituyen materiales compuestos que combinan las propiedades de absorción de agua del alginato y la resistencia mecánica del PHBV.

De esta forma, se ha conseguido reforzar un material como el alginato, un hidrogel con propiedades mecánicas pobres, y proporcionar propiedades hidrófilas al polímero hidrófobo PHBV.

Además, como ambos biomateriales son biodegradables, se consigue crear un material compuesto que mantiene su capacidad de biodegradación. Las películas hidrófilas poseen propiedades adecuadas de degradación térmica, comportamiento térmico, absorción de agua y mojabilidad adecuadas para aplicaciones biomédicas e industriales en un amplio rango de áreas donde se requieran materiales no tóxicos biodegradables. Los resultados obtenidos a partir de ensayos preliminares de citotoxicidad celular indican que las películas basadas en las redes semi-IPN PHBV/alginato de calcio con y sin nanoplaquetas de grafeno son biocompatibles.

Por otro lado, la adición de PHBV mejora las propiedades de adhesión celular, de gran importancia para aplicaciones biomédicas como la ingeniería tisular. Asimismo, con la combinación de alginato de calcio (alginato de sodio entrecruzado con iones de calcio), que presenta propiedades antivíricas, junto con el PHBV, que no las presenta, se consigue obtener un material compuesto con propiedades antivirales capaz de prevenir infecciones frente a COVID-19, como indican los resultados obtenidos con un modelo viral del SARS-CoV-2. Estos resultados preliminares indican que estos nuevos materiales biodegradables no presentarán problemas de biocompatibilidad celular, convirtiéndose en materiales de gran interés y potencial en el campo de la biotecnología, en particular en aplicaciones de ingeniería tisular, o como materiales para evitar infecciones víricas.

Adicionalmente, la posibilidad de poder incorporar nanopartículas conductoras como las nanoplaquetas de grafeno y otros nanomateriales como el óxido de grafeno, grafeno reducido, nanotubos de carbono, nanofibras de carbono, etc., y biometales como la plata, zinc, magnesio, estroncio, cobre, etc., le confieren propiedades antimicrobianas,

INCORPORACIÓN POR REFERENCIA (REGLA 20.6) como se ha visto en los resultados de los ensayos antivirales, que son muy deseables para prevenir infecciones. Por otra parte, la capacidad conductora que presenta la semi- IPN con la incorporación del grafeno amplía su uso biomédico para aplicaciones que requieran estimulación eléctrica.

Con respecto a las áreas de aplicación, como materiales biodegradables que son, estas semi-IPN pueden utilizarse en infinidad de aplicaciones biotecnológicas que requieren materiales no tóxicos.

Por ejemplo, dentro de la biotecnología biomédica, estos materiales pueden utilizarse en aplicaciones avanzadas como son la ingeniería tisular, suministro controlado de fármacos, apósitos absorbentes para heridas, etc.

Además. La posibilidad de incorporar nanoplaquetas de grafeno sin producir citotoxicidad incrementa las propiedades eléctricas y antimicrobianas de estas semi- IPN, aumentando significativamente el espectro de aplicaciones.

De este modo, estos materiales compuestos con estructura semi-IPN con grafeno pueden utilizarse en aplicaciones que requieran electroestimulación y también para prevenir infecciones, incluidas las infecciones producidas por virus con envoltura como el SARS-CoV-2.

Por lo tanto, en un primer aspecto, la presente invención se refiere a un material hidrófilo biodegradable, que comprende una red semi-interpenetrada de poli(3-hidroxibutirato- co-3-valerato) y alginato de sodio entrecruzado, caracterizado por que la proporción en peso de poli(3-hidrox¡but¡rato-co-3-valerato) y alginato de sodio entrecruzado es de entre 1/99 y 50/50.

En un segundo aspecto, la presente invención se refiere a un procedimiento de obtención de materiales hidrófilos biodegradables en forma de película a partir de una red semi-interpenetrada de poli(3-hidrox¡but¡rato-co-3-valerato) y alginato de sodio entrecruzado, que comprende las siguientes etapas: a) Disolución del poli(3-hidrox¡but¡rato-co-3-valerato) (PHBV) en un disolvente orgánico, preferiblemente seleccionado de entre cloroformo y dimetilsulfóxido (DMSO);

INCORPORACIÓN POR REFERENCIA (REGLA 20.6) b) Disolución del alginato sódico (SA) en agua; c) Mezcla de las disoluciones procedentes de las etapas a) y b) en proporciones PHBV/SA comprendidas entre 1/99 y 50/50; d) Preparación de la película por evaporación de los disolventes a una temperatura de entre 10 ^e C y 60 ^e C, hasta peso constante (durante 24 a 72 horas); e) Entrecruzamiento iónico de la película procedente de la etapa d) mediante iones divalentes o trivalentes, seleccionados de entre calcio, cinc, estroncio, cobalto, hierro (II), hierro (III), magnesio, cromo (II), cromo (III), berilio, aluminio, cobalto (II), cobalto (III), manganeso, níquel, y estaño, entre otros.

En una realización preferida, el poli(3-hidrox¡but¡rato-co-3-valerato) de la etapa a) se disuelve en cloroformo a una concentración de entre 0,1 y 10% p/p. En una realización aún más preferida, se disuelve en cloroformo al 2% p/p. En otra realización preferida, el alginato de la etapa b) se disuelve en agua a una concentración de entre 0,1 y 10% p/v. En una realización aún más preferida, se disuelve en agua al 2% p/v (1 g de alginato de sodio en 50 mL de agua destilada).

En otra realización preferida, la evaporación de la etapa d) se realiza a 25 ^e C durante 24 horas, con posterior tratamiento en horno de vacío a 37 ^e C hasta peso constante (durante aproximadamente 48 horas).

En otra realización preferida, la película final presenta una proporción 10/90 (PHBV/SA) para que la semi-IPN mantenga propiedades hidrófilas como el SA, ya que contenidos mayores del polímero hidrófilo PHBV hace que disminuya mucho la absorción de agua.

En otra realización preferida, se incorporan nanomateriales seleccionados de entre grafeno, nanoplaquetas de grafeno, óxido de grafeno, grafeno reducido, nanotubos de carbono, y nanofibras de carbono. Más preferiblemente, se incorporan nanoplaquetas de grafeno.

En otra realización preferida, se incorporan biometales seleccionados de entre plata, zinc, magnesio, estroncio y cobre.

En otro aspecto, la presente invención se refiere a materiales hidrófilos biodegradables obtenidos a través del procedimiento de la invención tal y como se ha definido

INCORPORACIÓN POR REFERENCIA (REGLA 20.6) anteriormente.

En un tercer aspecto, la presente invención se refiere al uso de los materiales hidrófilos biodegradables de la invención para su uso en biomedicina, más concretamente en ingeniería tisular, suministro controlado de fármacos, y como apósito para heridas.

En un aspecto adicional, la presente invención se refiere al uso de los materiales hidrófilos biodegradables de la invención para su uso como agentes antimicrobianos. En una realización más preferida, su uso frente a infecciones por virus con envoltura seleccionados de entre SARS-CoV-2, coronavirus humano HCoV, virus de la inmunodeficiencia tipo 1 y tipo 2, Japanese encephalitis virus, virus de la encefalitis japonesa, virus Zika, virus Dengue, virus Hepatitis B y C, virus de la rabia, Herpes simplex tipo 1 y tipo 2, virus estomatitis vesicular, y virus de la rubéola, entre otros.

En la presente invención, el término “red semi-interpenetrada o semi-IPN” se refiere a una red polimérica compuesta por dos polímeros, donde solamente uno de ellos se encuentra entrecruzado.

En la presente invención, el término “alginato de sodio entrecruzado” se refiere a cadenas poliméricas de alginato de sodio unidas por cationes divalentes o trivalentes, preferiblemente cationes de cloruro cálcico. En particular, el término alginato de calcio (CA) se refiere a alginato de sodio (SA) entrecruzado con iones de calcio, donde durante el proceso de entrecruzamiento los iones de sodio son reemplazados por iones de calcio.

A lo largo de la descripción y las reivindicaciones la palabra "comprende" y sus vahantes no pretenden excluir otras características técnicas, aditivos, componentes o pasos. Para los expertos en la materia, otros objetos, ventajas y características de la invención se desprenderán en parte de la descripción y en parte de la práctica de la invención. Los siguientes ejemplos y figuras se proporcionan a modo de ilustración, y no se pretende que sean limitativos de la presente invención.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

Fig. 1. Representación esquemática del proceso de síntesis y la estructura de las

INCORPORACIÓN POR REFERENCIA (REGLA 20.6) películas poliméricas biodegradables de la invención.

Fig. 2. Resultados del ensayo de citotoxicidad de los extractos de los materiales en células HaCaT (queratinocitos humanos). Los datos se expresan como media ± desviación estándar (DE). *** p> 0,05; ns: no significativo; CA: Alginato de calcio; 10G: 10% de grafeno.

Fig. 3. Resultados del ensayo de adhesión celular (queratocitos humanos HaCaT) en las muestras sin nanoplaquetas de grafeno. a) Análisis cualitativo; b) Análisis cuantitativo con número de células en %; c) Recuento de puntos DAPI para análisis cuantitativo. Los datos se expresan como media ± DE. *** p> 0,05; ns: no significativo; CA: Alginato de calcio; 10G: 10% de grafeno. El área de medición es 90000 pm ² .

Fig. 4. Resultados de los ensayos antivirales, a) Pérdida de viabilidad del bacteriófago phi 6 (modelo viral bioseguro del SAR-CoV-2) calculada a partir del ensayo de doble capa donde las imágenes se refieren a la titulación del bacteriófago para el control, PHBV, CA y PHBV/CA 10/90 con y sin la adición del 10% de nanoplaquetas de grafeno a las 24 horas de contacto con el virus, b) titulación después de la técnica de doble capa para el virus, mostrando la gráfica del logaritmo de las unidades formadoras de placa por mL (Log (PFU/mL) para el control y las muestras y c) reducción de los títulos de infección de las muestras. Los datos se expresan como media ± DE. *** p> 0,05; ns: no significativo; CA: Alginato de calcio; 10G: 10% de grafeno.

Fig. 5. Gráfico de las propiedades de absorción de agua a temperatura corporal 37 ^e C ± 0,5 ^e C a las 24, 48 y 120 horas. Absorción de agua en equilibrio (mt-mo)/m _o para cada una de las muestras CA, CA 10G, PHBV, PHBV 10G, PHBV/CA y PHBV/CA 10G. Los datos se expresan como media ± DE. *** p> 0,05; ns: no significativo; CA: Alginato de calcio; 10G: 10% de grafeno.

Fig. 6. Muestras de PHBV, alginato de calcio (CA) y PHBV/CA 10/90 con y sin la adición de 10% de grafeno. Los valores de opacidad se muestran en la imagen como media ± DE indicados debajo de cada una de las muestras. 10G: 10% de grafeno.

Fig. 7. Degradación hidrolítica de las muestras compuestas por PHBV, alginato de calcio (CA) y la semi-IPN con una composición de PHBV/CA 10/90 con y sin la adición de grafeno al 10% después de 75 días (medidas de peso a 30, 60 y 75 días). Los datos se expresan como media ± DE. *** p> 0,05 CA: Alginato de calcio (CA); 10G: 10% de grafeno.

Fig. 8. Resultados de termogravimetría. (a) SA puro, PHBV puro y con grafeno (PHBV y PHBV 10G) y SA entrecruzado con y sin grafeno (CA y CA 10G). (b) Mezcla PHBV/SA 10/90, semi-IPN (PHBV/CA 10/90) y compuestos con grafeno (10G). Concentración de

INCORPORACIÓN POR REFERENCIA (REGLA 20.6) graten o: 10% p/p.

Fig. 9. Termogramas de calorimetría diferencial de barrido (DSC) a una velocidad de 20°C/ min. Flujo de calor normalizado en barrido de calentamiento, (a) SA puro y SA entrecruzado con y sin grafeno (CA y CA 10G). (b) PHBV puro con y sin grafeno (PHBV y PHBV 10G). (c) Mezcla PHBV/SA 90/10, semi-IPN (PHBV/CA 10/90) y compuestos con grafeno (10G). Concentración de grafeno: 10% p / p.

Fig. 10. Espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR) en la región 4000- 300 cm' ¹ . a) PHBV puro, SA puro y alginato de calcio (CA) y muestras con grafeno (10G). b) Mezcla PHBV/SA, semi-IPN PHBV/CA 10/90 y compuestos con grafeno (10G). Concentración de grafeno: 10% p/p.

EJEMPLOS

A continuación, se ¡lustrará la invención mediante unos ensayos realizados por los inventores, que pone de manifiesto la efectividad del producto de la invención.

Materiales

Los materiales utilizados para la presente invención son los siguientes: poli (3- hidroxibutirato-co-3-hidroxivalerato) con una relación molar de copolímero de hidroxivalerato de 15.23%, alginato con masa molecular media numérica (Mn) 60.5 ± 5.8 kDa, masa molecular media (Mw) 107.9 ± 2.7 kDa, y polidispersidad (Mw/Mn) 1.79 ± 0.13; distribución de grupos Gulurónicos (G) y Manurómicos (M) de FG= 0.436, FM = 0.564, FGG= 0.251 , FGGG= 0.202. Cloruro cálcico (anhidro, granular < 7.0 mm, > 93.0 %) y nanoplaquetas de grafeno con un área superficial de 500 m ² /g de Sigma- Aldrich (Saint Louis, USA). Dimetilsulfóxido (DMSO) de Fisher Bioreagents (Waltham, Massachusetts, USA) y cloroformo (99,9 %, anhidro max. 0,003% H ₂ O, con tamices moleculares, estabilizado con 150 ppm de amileno) de Scharlau (Barcelona, España).

Ejemplo 1. Preparación de películas basadas en una red semi-interpenetrada de PHBV/PVA

Las películas basadas en semi-IPNs PHBV/alginato de calcio se prepararon utilizando la técnica basada en evaporación de solvente. En primer lugar, se prepararon las disoluciones de los componentes PHBV y alginato de sodio (SA) y a continuación se preparó la mezcla de ambas disoluciones y el entrecruzado de la fase de alginato. El PHBV se disolvió en cloroformo (2% p/v, 1 g de PHBV en 50 mL de cloroformo) a

INCORPORACIÓN POR REFERENCIA (REGLA 20.6) 25±0.5 ^e C con agitación constante a 750 rpm durante 60 minutos y el alginato de sodio se disolvió en agua destilada (2% p/v), también con agitación constante durante 30 minutes a 750 rpm a 25±0.5 ^e C. Después de la completa disolución de los polímeros puros en sus respectivos solventes, se colocaron en una placa Petri de vidrio en una campana de extracción de gases a 25 ± 0.5 ^e C. Así, las películas de PHBV puro y alginato de sodio puro se obtuvieron después de la evaporación total de los disolventes durante 24 horas.

Las composiciones de PHBV/alginato con proporción en peso 50/50, 30/70, 10/90 p/p se prepararon mezclando la disolución de alginato de sodio/agua destilada de 50 mL con la disolución de PHBV/cloroformo/DMSO de 25 mL (con una relación cloroformo/DMSO de 60/40 v/v, 15 mL de cloroformo y 10 mL de DMSO) bajo agitación magnética a 1050 rpm durante 1 hora a 25 ± 0,5 ^e C. La disolución PHBV/cloroformo/DMSO se preparó en dos fases: en la primera se preparó una disolución de PHBV en 15 mL de cloroformo y agitación durante 1 hora en una campana de extracción de gases a 25 ± 0,5 ^e C hasta su completa disolución. Posteriormente, en la segunda fase se agregaron 10 mL de DMSO a la disolución previa de PHBV/cloroformo para lograr una relación óptima cloroformo/DMSO de 60/40 v/v y se sometió a una agitación continua durante 20 minutos. Esta relación cloroformo/DMSO 60/40 v/v fue determinada experimentalmente para mezclar bien ambos polímeros, PHBV y SA, con diferente comportamiento químico (hidrofóbico o hidrofílico) Las películas iniciales de PHBV/SA con las diferentes proporciones en peso (50/50, 30/70, 10/90 p/p) se obtuvieron por evaporación de ambos solventes después de colocar las mezclas en placa de vidrio Petri en una campana de extracción de gases a 25 ± 0.5 ^e C durante al menos 24 horas. Posteriormente, se colocaron en un horno de vacío a 37 ^e C durante 48 horas para secarlas completamente sin provocar roturas. Después de observar las películas obtenidas con las diferentes mezclas, se seleccionó la película PHBV/SA 10/90 por presentar propiedades idóneas de hidrofilicidad.

A continuación, se prepararon películas de PHBV, SA y PHBV/SA 10/90 con la adición de nanoplaquetas de grafeno al 10% p/p (respecto a la masa total de los polímeros) siguiendo el mismo protocolo pero dispersando la masa correspondiente de nanoplaquetas de grafeno en el disolvente (50 mL de agua destilada para el alginato puro o para la mezcla de PHBV/alginato al 10/90 o 50 mi de cloroformo para el PHBV puro) mediante sonicación durante 30 min antes de añadir alginato de sodio, PHBV o

INCORPORACIÓN POR REFERENCIA (REGLA 20.6) mezcla de PHBV/alginato con una proporción en peso 10/90 en el mismo vaso de precipitados.

Las películas de polímero puro (SA) y las películas de mezcla de polímero PHBV/SA 10/90 con y sin nanoplaquetas de grafeno se entrecruzaron sumergiéndolas en 500 mL de una solución acuosa de cloruro de calcio al 2% p/v (10 g de CaCIs en 500 mL de agua destilada) durante 2 horas para producir películas insolubles en agua (entrecruzado de las cadenas de SA y formación de la semi-IPN). Después del entrecruzamiento, las películas se lavaron tres veces con agua destilada y se colocaron en una campana de extracción de gases para su secado a 25±0,5 ^e C durante 24 horas. Finalmente, las películas se colocaron en un horno de vacío a 37 ° C durante 48 horas para eliminar las posibles trazas de agua remanentes. Tras el tratamiento de entrecruzado, el alginato de sodio puro (SA) pasa a denominarse alginato de calcio (CA) y la muestra de PHBV/SA 10/90 pasan a denominarse PHBV/CA 10/90. Las muestras que además incluyen 10% de nanoplaquetas de grafeno se denominan CA 10G y PHBV/CA 10/90 10G.

Ejemplo 2. Microestructura de los materiales desarrollados

En la Tabla 1 se indica la notación utilizada para los nuevos materiales desarrollados, así como las películas utilizadas como control para el análisis de los materiales (SA, SA 10G, CA, CA 10G, PHBV, PHBV 10G).

Tabla 1. Notación utilizada para los materiales desarrollados y muestras control

Identificación Descripción de la muestra

SA Alginato de sodio (sin entrecruzar)

SA 10G Alginato de sodio con 10% en masa de nanoplaquetas de grafeno

CA Alginato entrecruzado con iones de calcio (alginato de calcio)

CA 10G Alginato de calcio con 10% en masa de nanoplaquetas de grafeno

PHBV Poli(3-hidrox¡but¡rato-co-3-valerato)

INCORPORACIÓN POR REFERENCIA (REGLA 20.6) Identificación Descripción de la muestra

PHBV 10G Poli(3-hidrox¡but¡rato-co-3-valerato) con 10% en masa de nanoplaquetas de grafeno

PHBV/SA 10/90 Mezcla de 10% PHBV y 90% alginato de sodio

PHBV/SA 10/90 10G Mezcla de 10% PHBV 190% alginato de calcio con 10% en masa de nanoplaquetas de grafeno

PHBV/CA 10/90 Semi-IPN con 10% PHBV 1 90% Alginato de calcio

PHBV/CA 10/90 10G Semi-IPN con 10% PHBV I 90% Alginato de calcio con

10% en masa de nanoplaquetas de grafeno

Asimismo, la Figura 6 incluye imágenes de la morfología macroscópica de los materiales. de los materiales

Los resultados de toxicidad de los extractos de las muestras, de acuerdo con la norma ISO 10993-5:2009 de evaluación biológica de dispositivos médicos, realizada con queratocitos humanos de la línea inmortalizada HaCaT cedida por el Instituto de Investigación Sanitario La Fe, muestra que ninguna de las películas es tóxica (Fig. 2). b) Adhesión celular

La adición de tan solo un 10% de PHBV al alginato mejora la adhesión celular a las 24 horas respecto a los sustratos de alginato entrecruzado (Fig. 3). La adición de grafeno no aumentó la adhesión celular en estas muestras. c) Propiedades antivirales

Sin embargo, la adición de nanoplaquetas de grafeno a la semi-IPN de PHBV/CA aumenta muy significativamente las propiedades antivirales (disminución de 6 unidades logarítmicas respecto a una unidad del PHBV/CA). Se ha utilizado un bacteriófago phi 6 (modelo viral bioseguro del SAR-CoV-2), Fig. 4.

El alginato de calcio muestra también gran capacidad antiviral con y sin nanoplaquetas de grafeno. El PHBV pasa de no ser antiviral a ser muy antiviral con la adición de

INCORPORACIÓN POR REFERENCIA (REGLA 20.6) graten o.

Por extracción de ARN se comprobó que el virus realmente era inactivado y no se quedaba retenido en el material (Tabla 2). Para ello se realizó una extracción de ARN en un control que no estaba en contacto con los materiales y en las muestras después de estar en contacto con los biomateriales.

Tabla 2. Prueba de la no retención de virus en los materiales mediante extracción, purificación y cuantificación del dsRNA del bacteriófago phi 6 para muestras de control, PHBV, CA y PHBV/CA 10/90 con y sin la adición de nanoplaquetas de grafeno al 10%. CA: Alginato de calcio; 10G; 10% de nanoplaquetas de grafeno.

Muestra Ph¡6 dsRNA (ng/pL)

Control + 36,1

CA 30,33

CA 10G 31 ,87

PHBV 34,96

PHBV 10G 34,73

PHBV/CA 10/90 28,25

PHBV/CA 10/90 10G 25,43

Como puede observarse, las cantidades de dsRNA son similares antes y después de estar en contacto con los materiales y por tanto tienen que haberse desactivado para mostrar los resultados mostrados en la Fig. 4.

4. Propiedades fisicoauímicas de los nuevos materiales

Las propiedades fisicoquímicas de los nuevos materiales se indican a continuación: a) Propiedades de absorción de agua

Se incluye la Fig. 5 con las propiedades de hidrof ilicidad de los materiales desarrollados. b) Opacidad de las muestras

Se incluye la Fig. 6 con las opacidades de los materiales desarrollados. c) Degradación hidrolítica

Se incluye la Fig. 7 con la degradación hidrolítica en porcentaje másico de las muestras durante 75 días.

INCORPORACIÓN POR REFERENCIA (REGLA 20.6) d) Propiedades térmicas

Los resultados de degradación térmica se han obtenido a partir de un ensayo termogravimétrico (TGA) cuyos resultados se muestran en la Fig. 8 y Tabla 3. Los resultados de comportamiento térmico obtenidos mediante calorimetría diferencial de barrido (DSC) se muestran en la Fig. 9. Se han incluido como referencia muestras de PHBV, PHBV 10G, SA, SA 10G, PHBV/SA y PHBV/SA 10G.

Tabla 3. Temperatura de descomposición de pérdida de peso del 50% para las diferentes muestras.

Td-50%

Muestra

PHBV 278

PHBV 10G 285

SA 250

SA 10G 344

CA 362

CA 10G 423

PHBV/SA 10/90 253

PHBV/SA 10/90 10G 275

PHBV/CA 10/90 282

PHBV/CA 10/90 10G 299

La semi-IPN PHBV/CA 10/90 presenta una buena estabilidad térmica, comprendida entre las temperaturas de sus dos componentes. La incorporación de las nanoplaquetas de grafeno (PHBV/SA 10/90 10G) aumenta la temperatura de degradación térmica.

Los resultados de DSC indican que las cadenas de PHBV incorporadas a la matriz de alginato no pueden cristalizar, ya que las cadenas de alginato se lo impiden. Por otro lado, el encrecruzado de las cadenas de alginato reduce el pico asociado a la evaporación de agua atrapada en las cadenas de alginato (pico endotérmico a temperaturas >160 ^e C). e) Conductividad eléctrica

Los resultados de conductividad eléctrica se muestran en la Tabla 4.

INCORPORACIÓN POR REFERENCIA (REGLA 20.6) Tabla 4. Conductividad eléctrica superficial de PHBV puro, SA reticulado y semi-IPN SA/PHBV

Muestra a(mS/m)

CA 1.4 ± 0.9

CA 10G 1.2 ± 0.1

PHBV 6.2 ± 1.8

PHBV 10G 6.8 ± 1.1

PHBV/CA 10/90 2.6 ± 1.5

PHBV/CA 10/90 10G 274.9 ± 7.7

La adición de grafeno no aumenta la conductividad de los polímeros puros. Sin embargo, cuando los polímeros de alginato y PHBV están formando la semi-IPN (muestra PHBV/CA 10/90 10G), la conductividad aumenta significativamente.

Ejemplo 5. Caracterización química por espectroscopia infrarroja de Fourier (FTIR)

Los resultados de FTIR se muestran en la Fig. 10, donde se observan los picos característicos de los componentes SA y PHBV. Se identifica asimismo el efecto del entrecruzado con iones de calcio y la inclusión del grafeno (reducción de la banda situada en 3000-3500 cm ^-1 ).

INCORPORACIÓN POR REFERENCIA (REGLA 20.6) 1

DISPOSITIVO DE ASISTENCIA ELÉCTRICA PARA EL ESQUÍ

OBJETO DE LA INVENCIÓN

El objeto de la presente invención es un dispositivo de asistencia eléctrica para la práctica de diversas modalidades de esquí y ski roller, tanto durante los ascensos como durante desplazamientos en llano.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Hasta ahora, en las fases del esquí distintas al descenso, donde es la fuerza de la gravedad la que impulsa al esquiador, éste debe impulsarse con su esfuerzo tanto para desplazarse en llano como para ascender por una pendiente.

Para ello, los esquís (excepto los que se utilizan exclusivamente para el descenso) disponen de unas fijaciones que permiten que el calzado utilizado tenga la posibilidad de elevar el talón, para poder realizar un movimiento similar al caminar. En el caso de “roller ski” la bota puede ir fija al soporte de las ruedas.

Al mismo tiempo, los esquís tienen un dibujo en la suela, o en otros casos se les coloca unas bandas (“pieles de foca”) en las suelas, que permiten el avance del esquí, pero impiden el retroceso. En el caso de “roller ski”, las ruedas sólo giran en el sentido de avance, no pueden girar en sentido contrario.

No obstante, la utilización de estos esquís durante el ascenso y el avance en llano supone la realización de un importante esfuerzo por parte del esquiador. Esto limita la distancia y el desnivel que puede realizar el esquiador, e impide la realización de esta actividad a personas que no reúnan las condiciones físicas necesarias. Es por esto por lo que un dispositivo que asista en la realización de esta actividad, que sea fácil de utilizar y que no suponga la adición de un peso excesivamente elevado a los esquís amplía mucho el rango de distancia y desnivel que puede realizar el esquiador y reduce el tiempo necesario para el

PRESENTADO POR ERROR (REGLA 20.5bis) 2 desplazamiento. Así mismo permite que personas con menor capacidad física puedan ir en grupo con personas con mejor nivel de preparación.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

El dispositivo de asistencia eléctrica para el esquí está destinado a fijarse a unos esquís o “roller skis”, y permite ayudar al esquiador en su impulso para desplazarse sobre la nieve, de forma que reduce el esfuerzo a realizar por el mismo tanto en los desplazamientos en llano como en los de ascensión. Además, el dispositivo minimiza el peso añadido sobre los esquís para no interferir con el desarrollo normal de la actividad tanto en caso de usar la asistencia eléctrica como en el caso de no utilizarla. Está pensado por tanto para instalarse y desinstalarse fácilmente de con el fin de poder utilizar los esquís con el dispositivo o sin él.

De esta manera, la utilización del dispositivo objeto de la presente invención permite asistir al esquiador en el impulso que debe realizar, de tal manera que reduce el esfuerzo necesario y aumenta la velocidad de desplazamiento. El grado de asistencia es elegible por el esquiador con el fin de adecuarlo a sus necesidades o preferencias.

Para ello, el presente dispositivo está destinado a fijarse entre los esquís y las fijaciones de las botas. Particularmente, el dispositivo comprende unas placas fijas, una por esquí, que son las destinadas a fijarse sobre los esquís. El dispositivo comprende también unas placas móviles, una por esquí, sobre la que están destinadas a instalarse las fijaciones de las botas de esquí. La placa móvil se dispone en contacto con la placa fija de manera que desliza longitudinalmente con respecto al esquí sobre dicha placa fija, permitiendo el desplazamiento su sentido longitudinal.

El dispositivo comprende adicionalmente unos cables, que se conectan a las placas móviles en una zona delantera con respecto al avance del esquiador, de

PRESENTADO POR ERROR (REGLA 20.5bis) 3 manera que pueden tirar de estas, desplazándolas con respecto a las placas fijas. Así, en un primer momento, la placa móvil y la placa fija se encuentran en una posición inicial de reposo. Cuando el esquiador comienza a avanzar sobre un primer pie, pongamos por ejemplo el pie derecho, el cable derecho tira hacia adelante de la placa móvil derecha que lleva acoplada la bota del esquiador, aumentando la distancia de paso.

Al mismo tiempo, el cable del esquí izquierdo (que está sin apoyo) se destensa y un resorte desplaza la placa móvil de este esquí en sentido contrario. Para ello, el dispositivo comprende adicionalmente unos resortes, fijados cada uno de ellos entre una placa móvil y una placa fija, en una región posterior de las placas móviles con respecto al avance de los esquís, en un extremo opuesto al extremo al que se conectan los cables.

Para poder fraccionar el cable, el dispositivo comprende una unidad de electrónica. Esta unidad comprende, en primer lugar, un módulo motor, conectado a los cables en un extremo opuesto a las placas móviles, de manera que pueden ejercer una tracción sobre estas, haciendo que se deslicen sobre las placas fijas. Estos cables deslizan por el interior de unas fundas que los protegen.

La unidad de electrónica comprende adicionalmente una batería que alimenta al motor y una controladora, que garantiza que la tracción que ejercen los cables sobre las placas móviles se realice de forma síncrona en ambos esquís y en direcciones opuestas, tensando alternativamente el cable de la placa móvil que avanza y destensando la otra. De esta manera, siempre se fracciona el cable de la placa móvil y por tanto del esquí de la pierna del esquiador que está apoyada realizando el impulso, dejando simultáneamente que retroceda la placa móvil del esquí de la pierna que se mantiene sin apoyar.

Además, para que la unidad de electrónica pueda detectar en qué momento activar o desactivar la tracción de los cables por parte del módulo motor, el

PRESENTADO POR ERROR (REGLA 20.5bis) 4 dispositivo comprende adicionalmente un módulo sensor, vinculado a cada una de las placas móviles. De esta manera, se detecta cuándo se inicial el movimiento de avance de los esquís y se activa la tracción. También se detecta si el esquiador se detiene o en caso de caída, deteniendo la tracción.

Por tanto, gracias al dispositivo de la invención, la distancia real que avanza el esquiador en cada paso es la distancia de su paso más la suma del recorrido de las placas deslizantes sobre las fijas de ambos esquís. Por ejemplo, con una cerrera de 20 cm en cada placa, para un paso de 40 cm el avance real del esquiador es de 80 cm (40 + 20 + 20).

Así mismo, el dispositivo está pensado para poder instalarse y desinstalarse fácilmente con el fin de poder utilizar los esquís sin el dispositivo de ayuda. Para ello, tras desconectar los cables de arrastre, se bloquea el deslizamiento de las placas mediante un pestillo de bloqueo. En caso de ausencia de tensión en el cable de tracción, éste mismo pestillo de bloqueo actúa automáticamente impidiendo que la placa móvil avance sin control (por ejemplo, en el caso en el que el esquiador encuentre una pendiente descendente durante su desplazamiento).

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica de la misma, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

Figura 1 .- Muestra una vista general esquemática del dispositivo de asistencia eléctrica para el esquí.

PRESENTADO POR ERROR (REGLA 20.5bis) 5

Figura 2.- Muestra una vista de la parte mecánica del dispositivo de asistencia eléctrica al esquí.

Figura 3.- Muestra una vista en detalle del elemento de bloqueo desmontado.

Figura 4.- Muestra una vista en detalle del elemento de bloqueo montado al lado de la sección rugosa de la placa fija a la que se asocia.

Figura 5.- Muestra una representación esquemática del módulo motor vinculado a los cables.

Figura 6.- Muestra una representación esquemática de una sección en la que se aprecian las secciones rugosas de la placa fija y la placa móvil.

Figura 7.- Muestra una representación esquemática de una sección de la placa fija y la placa móvil con las secciones rugosas en contacto con el elemento de bloque con las secciones dentadas.

Figura 8.- Muestra una vista general del dispositivo con la placa móvil desmontada.

Figura 9.- Muestra una vista general del elemento de bloqueo dispuesto sobre la placa fija.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN

Se describe a continuación, con ayuda de las figuras 1 a 8, el dispositivo de asistencia eléctrica para el esquí.

En la figura 1 se muestra una representación esquemática general del dispositivo, que está destinado a fijarse a la zona superior de unos esquís (20), entre estos y la fijación para las botas (21 ).

PRESENTADO POR ERROR (REGLA 20.5bis) 6

Como se muestra en la figura 1 , sobre cada uno de los esquís (20) está destinada a fijarse una placa fija (1 ). Sobre esta, asociada de manera deslizante longitudinalmente con respecto al esquí se dispone una placa móvil (3), que además está destinada a vincularse a las fijaciones de las botas (21 ) de esquí, como se muestra en la figura 3.

De esta manera, la placa móvil (3) desliza longitudinalmente con respecto al esquí (20) sobre la placa fija (1 ).

En una realización preferente de la invención, mostrada en detalle en la figura 2 y la sección de la figura 6, la placa fija (1 ) comprende una primera sección ondulada (2) dispuesta en una cara destinada a contactar con la placa móvil (3), que comprende una segunda sección ondulada (22) en contacto con la primera sección ondulada (2), para garantizar el correcto deslizamiento o bloqueo de la placa móvil (3) sobre la placa fija (1 ).

Por su parte, en una realización preferente de la invención mostrada en detalle en la figura 2, la placa móvil (3) comprende, en primer lugar, una guía de tracción (6), en la que se dispone la segunda sección ondulada (22) descrita anteriormente, en correspondencia con la primera sección ondulada (2) de la placa fija (1 ), para asegurar que el deslizamiento y agarre sean los deseados.

Adicionalmente, y como se muestra en la figura 2, en la realización preferente de la invención la placa móvil comprende un patín delantero (4), un patín trasero (5) y un patín central (7). El patín central está fijado a la guía de tracción (6), y los patines delantero y trasero (4, 5) se mueven solidariamente con el patín central (7). De esta manera, la guía de tracción (6) y los tres patines (4, 5, 6) deslizan solidariamente con respecto a la placa fija (1 ) por medio de la primera sección ondulada (2) de la placa fija (1 ) que se fija al esquí (20). A su vez, el patín central (7) está destinado a asociarse a la bota (21 ) de esquí.

PRESENTADO POR ERROR (REGLA 20.5bis) 7

El patín central (7) es preferentemente de fibra de carbono. Gracias a la disposición anterior, la bota (21 ) se mueve con respecto al esquí (20).

Además, es importante destacar que el objeto de que el dispositivo comprenda tres patines (5, 6, 7) es para facilitar su montaje y desmontaje, además de para evitar que la primera sección ondulada (2) de la placa fija (1 ) y la guía de tracción (6) queden al descubierto.

Por otra parte, y para proporcionar la asistencia al movimiento del esquiador, el dispositivo comprende, tal y como se muestra en la figura 1 , unos cables (14) de tracción, conectados cada uno a una placa móvil (3), en una región delantera con respecto al avance de los esquís (20), de manera que pueden tirar de estas, desplazándolas con respecto a las placas fijas (1 ).

En un aspecto de la invención, los cables (14) pueden estar envueltos por unas fundas, para garantizar su conservación.

Particularmente, en la realización anteriormente descrita y mostrada en la figura 2, los cables (14) se conectan a la guía de tracción (6), de manera que al tirar los cables (14) de esta, se desplazan tanto la guía de tracción (6) como los tres patines (4, 5, 7) con respecto a la placa fija (1 ).

Por otra parte, como se muestra en la figura 1 , y para gestionar el fraccionado de los cables (14), el dispositivo comprende una unidad de electrónica (15). La unidad de electrónica (15) comprende, en primer lugar, un módulo motor (16), conectado a los cables (14), en un extremo opuesto a las placas móviles (3), de manera que pueden ejercer una tracción sobre los cables (14) haciendo que las placas móviles (3) se desplacen sobre las placas fijas (1 ) en una dirección de avance.

La unidad de electrónica (15) con el módulo motor (16) serán transportados por el esquiador, en una mochila o riñonera, por ejemplo.

PRESENTADO POR ERROR (REGLA 20.5bis) 8

La unidad de electrónica (15) comprende adicionalmente una batería (18) que alimenta al módulo motor (16) y una controladora (17), que garantiza que la tracción que ejercen los cables (14) sobre las placas móviles (3) se realice de forma síncrona en ambos esquís (20) y en direcciones opuestas, tensando alternativamente el cable (14) de la placa móvil (3) que avanza y destensando la otra.

Además, para que la unidad de electrónica (15) pueda detectar en qué momento activar o desactivar la tracción de los cables (14) por parte del módulo motor (16), el dispositivo comprende adicionalmente un módulo sensor (19), vinculado a cada una de las placas móviles (3). De esta manera, se detecta cuándo se inicial el movimiento de avance de los esquís (20) y de activa la tracción.

El módulo sensor (19) puede comprender, entre otros, unos sensores de presión o unos acelerómetros, para detectar el movimiento de los esquís.

En una realización de la invención, que se muestra en detalle en la figura 5, para asegurar el correcto movimiento de los cables (14), es decir, que mientras se fracciona uno se suelta el otro, siguiendo el movimiento de las piernas derecha e izquierda del esquiador al avanzar, el módulo motor (16) comprende un husillo. En esta realización los dos cables (14) están conectados en un extremo opuesto al extremo en el que se conectan a las placas móviles (3). Además, los cables (14) unidos se disponen arrollados en torno al husillo.

De esta manera, al girar el husillo, un cable (14) se enrolla en torno a este mientras el otro se desenrolla, fraccionando una primera placa móvil (3) y soltando la otra. El módulo motor (16) cambia de sentido en cada paso del esquiador.

En una realización alternativa, el módulo motor (16) comprende un motorreductor que hace girar un disco en el que se arrollan ambos cables (14)

PRESENTADO POR ERROR (REGLA 20.5bis) 9 en lados opuestos. Así, mientras un primer cable (14) se enrolla fraccionando su placa móvil (3) correspondiente, el otro se desenrolla, evitando la tracción.

Una vez que el esquiador ha dado un paso impulsado por el avance de la placa móvil (3) con respecto a la fija (1 ), la placa fija (1 ) debe retornar a la posición inicial. Para asegurar que la placa móvil (3) del esquí (20) retrocede correctamente con respecto a la placa fija (1 ), el dispositivo comprende adicionalmente unos resortes (13), que se muestran en la figura 1 , fijados cada uno de ellos entre la placa móvil (3) y la placa fija (1 ), en un extremo opuesto al extremo al que se conectan los cables (14).

De esta manera, cuando el esquiador adelante una pierna, la bota (21 ) junto con la placa móvil (3) avanzan con respecto a la placa fija (1 ) fraccionada por el cable (14). A continuación, el resorte (13) hace que la placa fija (1 ) avance con respecto a la placa móvil (3), retornando a la posición inicial.

Como se ha expuesto anteriormente, en un aspecto de la invención, la unidad de electrónica (15) puede disponerse en una mochila o hñonera que vestirá el esquiador. De ella salen los cables (14) que se conectan a cada placa móvil (3) instalada en cada esquí (20).

Adicionalmente, unos veleros pueden sujetar las fundas de los cables (14) a las piernas del esquiador para que no molesten durante el ejercicio.

En un aspecto de la invención, el dispositivo comprende adicionalmente un pestillo de bloqueo (8), que se muestra en detalle en las figuras 3 y 4. El pestillo de bloque (8) permite desacoplar la placa móvil (3) con respecto a las botas (21 ) para poder desconectar y utilizar los esquís (20) de manera rígida.

El pestillo de bloqueo (8) comprende una placa inferior (10) que comprende, una tercera sección ondulada (23) que se asociada deslizando sobre la primera sección ondulada (2) de la placa fija (1 ), mostrada en detalle en la

PRESENTADO POR ERROR (REGLA 20.5bis) 10 figura 7. Además, en una cara opuesta a la tercera sección ondulada (23), comprende una primera sección dentada (24).

Concretamente, como se muestra en la figura 4, la placa inferior (10) forma parte de la guía de tracción (6), en un extremo opuesto al que se conecta al cable (14).

El pestillo de bloqueo (8) comprende adicionalmente una placa superior (9) que comprende asimismo una segunda sección dentada (25), que se acopla a la primera sección dentada (24) de la placa inferior (10), como se muestra en la figura 4 y en la sección de la figura 7. Además, la placa superior (9) se fija solidariamente al patín central (7), en una cara opuesta a la destinada a fijarse a la bota de esquí (21 ). De esta manera, la placa superior (9) y la placa inferior (10) engranan perfectamente durante la utilización del dispositivo, siendo ambas solidarias durante el deslizamiento de la placa móvil (3) con respecto a la placa fija (1 ).

Para lograr el efecto de bloqueo, lo que se busca es desacoplar la placa superior (9) de la placa inferior (10). Para ello, la placa superior (9) comprende en un extremo un primer orificio (11 ) en correspondencia con un segundo orificio (12) dispuesto en la placa inferior (10). Estos orificios están pensados para recibir un elemento de fijación (26), como puede ser un vástago o similar, que al introducirse desacopla la placa superior (9) de la placa inferior (10), de manera que las secciones dentadas (24, 25) no encajan perfectamente. De esta manera, se evita el deslizamiento y se bloquea el dispositivo, de forma que la bota (21 ) no se desplaza respecto de los esquís (20).

PRESENTADO POR ERROR (REGLA 20.5bis)