Aportaciones al desarrollo preclínico de un medicamento oncológico infantil con excipiente o soporte textil

Abstract

The world of technical textiles is present every day in more sectors. In the work presented, a new facet of textile materials has been shown, textiles as a drug excipient and functional matrix. It is known that electro-spinning technology has opened up a range of possibilities in the field of medical textiles. However, the environment and the requirements of the pharmaceutical sector make the implementation of any new product a long and expensive job.

This work is part of a project to develop a new medicine for both adult and paediatric cancer use. The drug that is developed uses as excipient and support matrix a non-woven formed with nanofibers made by the electro-spinning technique. During the nonwoven formation process, the active ingredient (API) is integrated into the structure. In this way, a very effective drug is produced for its intended use.

The present work focuses on finding solutions that help the development of this drug by adapting the textile production of nanofibers to the level of quality required for the production of a drug intended to be implanted inside a person. For this reason, a search has been made on the current state of the art of nanofiber production technologies. This has been done in order to ensure the production and scaling process in a future implementation in the development of the product at the commercial level. From a development point of view, the mode of deposition of the nanofiber beam in the collector has been analysed. Theoretical concepts of a textile nature have been developed such as fibre count, deposition rate, total draw and polymer adapted to the electro-spinning technique. With these developments, new studies may be carried out that include these variables to gain an in-depth understanding of their influence on the structure of fibres and their properties, as is the case with fibres produced by conventional textile filament extrusion techniques.

Moreover, an analysis was carried out with its corresponding validation, using finite element modelling (FEM) of the electrostatic field in the electrospinning process. Thanks to this analysis, the nature of the sources of disturbance of the electrospinning beam that affect the homogeneity and therefore the quality of the generated non-tissue has been known.

As a result of the knowledge acquired with the FEM analysis, an element has been developed that guarantees the homogeneity of the fibres throughout the entire non-woven production width, thus allowing to maximize quality and production area.

El mundo de los textiles de técnicos está presente cada día en más sectores. En el trabajo presentado se ha mostrado una nueva faceta de los materiales textiles: los textiles como excipiente de medicamento. Es conocido que la tecnología de electrohilatura ha abierto un abanico de posibilidades en el sector de los textiles de uso médico. Sin embargo, el entorno y los requisitos del sector farmacéutico hacen que la implementación de cualquier nuevo producto sea un trabajo largo y costoso. Este trabajo se enmarca dentro de un proyecto de desarrollo de un nuevo medicamento de uso oncológico tanto adulto como pediátrico. El fármaco que se desarrolla usa como excipiente un no tejido formado con nanofibras elaboradas por la técnica de electrohilatura. Durante el proceso de formación del no tejido se integra el principio activo (API) en la estructura. De este modo, se produce un fármaco muy eficaz para el uso al que va destinado. El presente trabajo se centra en buscar soluciones que ayuden al desarrollo de este fármaco mediante la adecuación de la producción textil de nanofibras al nivel de calidad requerido para la producción de un fármaco destinado a ser implantado dentro de una persona. Por este motivo, se ha realizado una búsqueda en el estado actual de la técnica de las tecnologías de producción de nanofibras, con objeto de asegurar el proceso de producción y escalado en una futura implementación en el desarrollo del producto a nivel de comercial. Bajo un punto de vista de desarrollo, se ha analizado el modo de deposición del haz de nanofibras en el colector. En este apartado se han desarrollado conceptos teóricos de naturaleza textil como son: título de fibra, velocidad de deposición, estiraje total y de polímero adaptados a la técnica de electrohilatura. Con estos desarrollos se podrán realizar nuevos estudios que incluyan estas variables para conocer en profundidad la influencia de estos en la estructura de las fibras y sus propiedades, tal y como sucede con las fibras producidas por las técnicas convencionales de extrusión de filamentos textiles. Paralelamente, se ha realizado un análisis con su correspondiente validación mediante modelización por elementos finitos (FEM) del campo electroestático en el proceso de electrohilatura. Gracias a este análisis, se ha conocido la naturaleza de las fuentes de perturbación del haz de electrohilatura que afectan la homogeneidad y por tanto la calidad del no tejido generado. Fruto de los conocimientos adquiridos con el análisis FEM, se ha desarrollado un elemento que permite garantizar la homogeneidad de las fibras en todo el ancho de producción del no tejido, permitiendo de este modo maximizar la calidad y la superficie de producción.