EP1210134A1 - Procede de fabrication d'un materiau de prothese osseuse par traitement d'un tissu osseux naturel - Google Patents

Procede de fabrication d'un materiau de prothese osseuse par traitement d'un tissu osseux naturel

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Publication number
EP1210134A1
EP1210134A1 EP00960816A EP00960816A EP1210134A1 EP 1210134 A1 EP1210134 A1 EP 1210134A1 EP 00960816 A EP00960816 A EP 00960816A EP 00960816 A EP00960816 A EP 00960816A EP 1210134 A1 EP1210134 A1 EP 1210134A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
extraction
bone
acetone
urea
carried out
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP00960816A
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German (de)
English (en)
Inventor
Michel Faurie
Corinne Roine
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OST-DEVELOPPEMENT
OST Developpement SAS
Original Assignee
OST-DEVELOPPEMENT
OST Developpement SAS
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Filing date
Publication date
Application filed by OST-DEVELOPPEMENT, OST Developpement SAS filed Critical OST-DEVELOPPEMENT
Publication of EP1210134A1 publication Critical patent/EP1210134A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
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    • A61L27/3687—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix subjected to a specific treatment prior to implantation, e.g. decellularising, demineralising, grinding, cellular disruption/non-collagenous protein removal, anti-calcification, crosslinking, supercritical fluid extraction, enzyme treatment characterised by the use of chemical agents in the treatment, e.g. specific enzymes, detergents, capping agents, crosslinkers, anticalcification agents
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    • A61L2430/00—Materials or treatment for tissue regeneration
    • A61L2430/40—Preparation and treatment of biological tissue for implantation, e.g. decellularisation, cross-linking

Definitions

  • the present invention relates to the manufacture of a biologically compatible material by treatment of bone tissue of natural origin. More specifically, it relates to a process for manufacturing this type of material, but it extends to installations comprising means specific to the implementation of this process, as well as to the materials obtained in accordance with the invention and their medical applications.
  • Materials of the type targeted by the invention are intended to be used as bone replacement materials, in particular for constituting bone grafts or implants when they are in the form of solid parts, or for being used in the form of 'A flowable composition, in particular a pulverulent composition, in particular in stomatology as a dental or periodontal filling powder.
  • One of the objectives of the present invention is therefore to propose a process which is advantageously suitable for the use of human bone as starting material, both from the technical and qualitative point of view and from the economic point of view, under conditions where you cannot have human bone as easily as bovine bone.
  • the invention also aims to better meet the different expectations of producer and user environments, knowing that health requirements are becoming more and more severe day by day. Compared with the prior art in this field, it considerably improves safety in protection against the risks of various contamination, taking into account, for example, both those linked to existing epidemics in livestock, such as prion diseases.
  • the invention proposes to produce bone grafts from natural bone material, by a process the successive steps of which include at least one step of selective extraction of pathogens and defatting agents by means of acetone in temperature conditions not exceeding 40 ° C.
  • this extraction step is carried out at ordinary room temperature, so that the initial bone structure of type I collagen is not denatured.
  • ordinary room temperature is meant a temperature varying on average between 18 and 25 ° C.
  • This extraction step using acetone allows a selective delipidation, of a chemical order, of the lipids carrying pathogens and proteins of non-collagenic structure.
  • the acetone can possibly be replaced by another so-called lower ketone, that is to say one whose molecule has a number of carbon atoms hardly exceeding 6.
  • the molecule of this other ketone does not have a functional group disrupting the properties of the ketone function.
  • methyl ethyl ketone or acetobutyrone having respectively 4 and 5 carbon atoms in their molecular chain, not comprising other groups than alkyl groups, can for example be used in place of acetone .
  • acetone has the advantage of being more easily miscible with the water present. in the material (following previous processing steps) than its counterparts.
  • this acetone extraction step is advantageously preceded by a conventional delipidation step, called the sensitization step, by washing with water under pressure.
  • conventional delipidation step is meant a mechanical degreasing action, the main function of which is the extraction of free lipids, fatty acids and lipoproteins associated with the bone structure.
  • the acetone extraction step is advantageously combined with a subsequent urea extraction treatment as previously proposed according to the prior art mentioned above (European patent document 0 502 055 in particular).
  • acetone has the advantage of being a common product, widely available at low cost on the market. This compound is often used for simple degreasing operations.
  • acetone is used in aqueous solution, highly diluted, at a concentration generally between 1 and 10%, and at high temperature, generally at boiling point.
  • acetone has demonstrated a capacity similar to that of urea to allow selective extraction of non-collagenous proteins which can retain undesirable agents while retaining the essential collagen structure of the bone tissue of origin.
  • the ketone is advantageously used pure or almost pure, that is to say undiluted, at a concentration of between 80 and 98%.
  • the ketone is pure, around 98% when the bone is immersed in it at the start of the stage. extraction, but due to the prior sensitization step, according to the secondary characteristics of the invention, the water adsorbed by the treated bone can dilute the acetone, and thus reduce its concentration, the bone n 'having not been dried before undergoing this acetone extraction step.
  • the in situ concentration however, always remains greater than 80%, and even more often than 90%, at least under the preferred conditions of the invention.
  • This treatment is possibly renewed, after an intermediate washing step involving the residues extracted from the bone material, so as to ensure the useful contact time under optimal conditions.
  • the second bath is longer than the first and preferably carried out at ordinary room temperature.
  • acetone has even been shown to be preferable to urea as an extraction solvent in the treatment of starting material consisting of human bone.
  • the quality of the results obtained seems due, at least in large part, to better penetration of the solvent within the treated bone sample, further improved when this sample is previously washed with water under pressure in the so-called sensitization. Therefore, it is advantageous to operate on relatively large samples that there is no need to fragment.
  • the invention is advantageous to carry out the treatment with acetone before that with urea, which can be compared with a better capacity of the acetone to penetrate within the bone material, in the inter-trabecular spaces. It can moreover be admitted that this capacity is among the factors which make the advantage of the acetone extraction stage particularly sensitive in the case of human bone treatment, since it contributes to the fact that in general, the average inter-trabecular spacing is wider there than in bovine bone, to make the process effective on relatively large bone fragments, which no longer need to be fragmented before being brought into contact with extraction solvents.
  • the invention is not limited to this case of industrial application, and in all cases, the acetone extraction has the complementary effect of facilitating access within the bone tissue for subsequent extraction steps.
  • acetone used in this case as a detergent, can also be effective highly diluted.
  • concentration of detergent compositions based on phosphates and polyphosphates is preferably between 1 and 10% by weight, and in particular of the order of 2 to 5% by weight.
  • the invention also has other secondary characteristics which rather relate to the conditions of use in industrial installations.
  • it is advantageous to equip bone banks collecting samples of human bones in the frozen state, near the place of sampling to allow good traceability according to the donors, of low capacity automated installations. in which the various process steps are carried out in series in sanitized workshops operating continuously on batches of a limited number of femur heads (1 to 5 in particular, a number of one to four heads being still preferable).
  • the stages which one can say virucides strictly speaking can take charge of slightly larger batches, double for example. They successively include extraction with acetone, the intermediate step of attack with an aqueous detergent solution under pressure, extraction with urea, and a subsequent heat treatment (under conditions known to act on the virus of AIDS in particular) before final sterilization.
  • the successive baths of aqueous urea solution have concentrations of between 2 and 10 M, and preferably of the order of 5 to 8 M.
  • the urea extraction step is longer than the acetone extraction step carried out at ordinary room temperature, this as a function of a desirable duration of contact which is generally longer than for acetone extraction.
  • the treatment mainly comprises two characteristic stages, which essentially have the role of eliminating undetectable viruses possibly present by extraction of lipids and other residues (blood in particular) which may remain in the inter-trabecular spaces.
  • the first uses acetone as a reagent and the other uses urea.
  • each head is stripped of its cortical part and then cut using a circular saw, in two or three pieces depending on the size of the femur head. This is to obtain samples corresponding to hemi-heads having a thickness of at most 16 mm thick (to within 1 mm), plus possibly an intermediate slice of thickness at most equal to 8 mm
  • Each head is then cleaned with pressurized water (jets under 100 bars for example) until the bone takes on a very light white to pink color.
  • the bone fragments are then subjected to a first acetone extraction step, the action of which is the selective delipidation and elimination of pathogenic agents, carried out by placing these fragments, first for 15 minutes in a beaker. at least 80% acetone
  • a volume of 400 ml of acetone is provided for 100 g of bone (initial weight).
  • This primary step of selective chemical delipidation and elimination of pathogenic agents makes it possible to rid the bones of a maximum of lipids, potential carriers of viruses and other contaminating agents, and of non-collagenic proteins. It is continued until the lipid content is reduced to less than 2%, whereas it was initially 30 to 40% by weight.
  • the bone fragments are then briefly rinsed with purified water under ultrasound for 30 minutes. Then they are subjected to a second so-called conventional delipidation, carried out using an anti-bacterial nonionic detergent (at 4%) in an ultrasonic tank.
  • the detergent chosen is based on alkaline phosphates and polyphosphates.
  • This second conventional delipidation makes it possible to perfect the elimination of lipids and possible spinal debris as well as to act again on viruses and / or bacteria.
  • Detergent residue is removed by rinsing with purified water under ultrasound.
  • the analyzes carried out include a histo-morphometric study and a coloring test in addition to the determination of lipids. They revealed:
  • enveloped type viruses which are in particular: - the DNA virus enveloped in Aujesky's disease (pseudo-rabies, PRV), belonging to the family of herpes viridae,
  • BVDV bovine diarrhea enveloped RNA virus
  • the process according to the invention continues, after rinsing with sterile water, by a treatment with 6 M urea, carried out under ultrasound in two successive baths. After each, the residues collected in the urea are eliminated by rinsing with purified water, under ultrasound.
  • MVM for "minute virus of mice” in English
  • MVM for "minute virus of mice” in English
  • RNA poliovirus responsible for poliomyelitis
  • the bone fragments obtained, thus defatted and containing only collagenic proteins, are placed in sterile water, heated to 56-60 ° C, under ultrasound.
  • the main purpose of this heat treatment is to complete the destruction of bacteria and the HIV virus.
  • the process finally comprises rinsing with ethanol and then evaporating the alcohol, in order to obtain a dry final graft.
  • Example 1 In addition to the analytical tests already reported in Example 1, it has been verified that the safety of the final graft is not limited to conventional viruses and that the treatment according to the invention is potentially effective against prions, especially those which are the origin of Creutzfeld-Jacob's disease.
  • urea extraction treatment plays an important role, which has already been recognized in the occasion of the process applied industrially to bovine bone according to the technology described in the European patent already cited by the applicant.
  • the method is here applied to the treatment of human bone, in an automated form.
  • the stages are carried out in cabins or clean rooms, with products being transferred by robot from one treatment tank to another. Operations requiring manual intervention are carried out in glove boxes. This is particularly the case for the awareness stages carried out by spraying water under pressure.
  • each head is subjected separately to the first stages of cleaning, cutting, sensitization, until the stage of extraction with acetone.
  • the risks of cross contamination are thus very reduced.
  • the small size of the batches subjected to the robotic stages (1 to 4 heads at most treated simultaneously in a batch) contributes to further minimize this risk.
  • the cut bone comes in the final form of delivery to users.
  • the fragments comprise two hemi-heads 16 mm thick at most (lateral and hemispherical part of a femoral head) and possibly a central slice 8 mm thick at most.
  • the serological examinations carried out are chosen to prove in particular the absence of reaction to the tests for the anti-HIV antibody (type 1), for the HBs hepatitis antigen, for the anti-HBc antibody, for the anti -HCV (hepatitis C virus). While awaiting treatment, the retained bones, still packaged in sterile boxes, are stored in freezers at -35 ° C.
  • the processing of the samples begins with a decortication step which aims to expose the cancellous bone, then allowing the reagents to better penetrate the heart of the graft.
  • the head is placed in an isolated cabin with remote manipulation through the walls (glove box) dedicated to this step, then it is fixed in a vice to keep it stationary.
  • a pneumatic bur the cortical bone is gradually abraded.
  • the head is cleaned by spraying water under pressure (osmosis water under bacteriologically filtered pressure) added with an organic composition of nonionic detergent with disinfecting action.
  • a visual check makes it possible to check the quality of the mechanical cleaning. This stage removes the majority of the immunogenic elements, in particular lipids and blood, as well as the marrow, from the bone structure.
  • the objective of this step is to rid the bone of residual lipids, potential carriers of viruses and other contaminating agents, contained in the bone structure.
  • the bone is freed of almost all of the cellular debris and defatted to less than 2% by weight of lipids.
  • the baskets containing the cleaned bone are placed in a beaker containing pure acetone (concentration greater than 98%). Then, they are placed in an ultrasonic tank for 15 minutes. The bath is renewed and this step continues with magnetic stirring for at least 3 hours.
  • the rest of the treatment is fully robotized.
  • the units operate continuously, to process batches of low capacity, each comprising fragments of up to four heads.
  • the grafts are received in baskets which are transferred by a conveyor from one treatment bath to another.
  • a conventional delipidation with pressurized water added with detergent has the objective of eliminating at the level of the bone trabeculae lipid residues and blood debris which may persist after the elimination of pathogens, but also of exert an antiviral action and antibacterial action clean.
  • This fully automated stage takes place under ultrasound for a minimum of 1 hour 20 minutes.
  • the graft is defatted. It has a preserved mineral structure and essentially contains proteins of collagen origin.
  • This step is carried out in an ultrasonic tank.
  • Two successive baths at a temperature of 35 ° C for a period of two times two hours are used. This facilitates a contact time approximately twice that required for acetone extraction.
  • a renewal of the baths improves the effectiveness of the treatment by ensuring the supply of fresh solution.
  • each graft is packaged and placed in a box designed for this purpose so that it can be stored at the outlet of the automatic processing chain, awaiting shipment to sterilization.
  • the treatment of the invention has been subjected, on the one hand, to samples of human bone, on the other hand bovine bone samples. Both were crushed into fragments of average particle size on the order of a centimeter.
  • the products resulting from the treatment according to Example 1 were the subject of biocompatibility studies to ensure that the tissue retains its functionality in bone prosthesis and that it has not become toxic due to the treatment.
  • Tests have been carried out to verify the virucidal action exerted by acetone and by urea.
  • HIV-1 virus 4.32> 4.19> 4.19
  • the virucidal action specific to acetone is therefore fully verified. It combines with a preparation of bone material by elimination of pathogens in the heart (lower lipid residue, 0.2% by weight) which makes it more receptive to the subsequent virucidal action of urea.
  • bone fragments are particularly suitable for the treatment of appropriately cut femoral heads.
  • the acetone extraction treatment advantageously combined with an sensitization treatment with pressurized water, and advantageously followed by at least one extraction step with a urea solution
  • said acetone extraction treatment tends to particularly eliminate enveloped viruses while said urea extraction treatment tends to particularly eliminate naked, non-enveloped viruses.
  • the method nevertheless makes it possible to preserve the original structure of the bone tissue based on type I collagen, which is necessary for good integration by osteosynthesis on an implanted bone graft which consists of the material according to the invention.
  • the grafts obtained according to the invention are suitable for the same applications as traditional cryo-preserved bone.
  • Their indications relate in particular to the reconstruction or filling of bone defects, during resumptions of total hip or knee prosthesis, during vertebral arthrodeses, during surgeries for tumor removal, during trauma or any indication of bone grafting of the musculoskeletal system or spine, or in dental surgery.
  • cryo-preserved grafts lies in the security provided by the treatment process to which the samples are subjected in accordance with the invention with regard to the risks of infectious microbiological contamination, without thereby disrupting their ability to promote osteosynthesis, the treatment does not denature the essential bone structure for this purpose, made of collagen, mainly type I, and hydroxyapatite.

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Abstract

L'invention propose de réaliser des greffons osseux, en préservant la structure naturelle de l'os, notamment en collagène de type 1, à soumettre du matériel osseux naturel, notamment celui de têtes de fémurs humains découpées de manière appropriée, à un traitement de délipidation et de purification comportant au moins une étape d'extraction au moyen d'acétone, avantageusement précédée d'une étape de sensibilisation à l'eau sous pression, et avantageusement suivie d'une étape d'extraction au moyen d'urée, de manière à le débarrasser de tous agents contaminants, notamment des virus dont on peut craindre la présence en forme transmissible tout particulièrement dans des tissus d'êtres humains, tels que ceux des hépatites, de la poliomyélite, ou du sida (HIV), et des agents non conventionnels, tels que les prions de la maladie de Creutzfeld-Jacob et des maladies encéphalopathiques spongiformes apparentées.

Description

PROCEDE DE FABRICATION D'UN MATERIAU DE PROTHESE OSSEUSE PAR TRAITEMENT D'UN TISSU OSSEUX NATUREL
La présente invention concerne la fabrication d'un matériau biologiquement compatible par traitement d'un tissu osseux d'origine naturelle. Elle a plus précisément pour objet un procédé de fabrication de ce genre de matériaux, mais elle s'étend aux installations comportant des moyens propres à la mise en oeuvre de ce procédé, ainsi qu'aux matériaux obtenus conformément à 1 ' invention et à leurs applications médicales.
Les matériaux du type visé par 1 ' invention sont destinés à être utilisés en tant que matériaux de substitution de l'os, notamment pour constituer des greffons osseux ou des implants quand ils sont sous forme de pièces solides, ou pour être utilisés sous forme d'une composition coulable, notamment pulvérulente, en particulier en stomatologie comme poudre de comblement dentaire ou parodentaire.
Parmi les qualités que l'on demande à ces matériaux, il figure principalement :
- la possibilité de reconstituer, par croissance du tissu osseux sur le matériau, la matière osseuse qui a été détruite, dégradée, ou extraite, c'est-à-dire la capacité du matériau à promouvoir 1 ' osteosynthese ;
- 1 ' absence de risque de contamination du receveur par un greffon implanté, et là, on comprendra aisément que la condition soit à appliquer de manière draconienne quand il s'agit d'éviter la transmission de maladies difficiles à soigner ou susceptibles de contrecarrer la prise d'une greffe.
Les deux composantes de ces objectifs sont contradictoires. La recherche d'une osteosynthese rapide et durable oriente vers des greffes d'os humain, en autogreffe ou en allogreffe, malgré les inconvénients des opérations chirurgicales répétées sur un même patient et la rareté des donneurs, alors que les risques de contamination pathologique sont d'autant plus importants que le matériel provient de 1 ' espèce humaine .
En compromis industriel, il existe actuellement sur le marché, des matériaux pour ostéoplastie qui sont produits à partir de tissus osseux naturels de cadavres ou de carcasses de boucherie soumis à des traitements appropriés de purification. Ils évitent d'avoir à procéder à une autogreffe traumatisante pour le patient, ou à une allogreffe avec ses risques de rejet et de contamination pathogène. Les plus intéressants sont ceux qui peuvent être conservés à sec à la température ambiante, alors que d'autres demandent à être lyophilisés ou maintenus à l'état congelé (cryo-conservation) . Et malheureusement, ils utilisent trop souvent des traitements agressifs qui les rendent friables et difficiles à utiliser. En outre, les produits ou réactifs classiques que l'on peut utiliser pour éliminer les agents pathogènes ont l'inconvénient d'être destructifs de la constitution osseuse, ce qui est nocif pour les conditions de croissance osseuse sur le greffon par ostéo-conduction et ostéo-induction.
En progrès significatif, la déposante commercialise avec succès un tel matériau, produit par un procédé spécial impliquant une étape consistant à soumettre le tissu osseux d'origine à un traitement d'extraction réalisé au moyen d'un agent sélectif à base d'urée. Ce procédé est décrit notamment dans le brevet français 89 15 363 ou dans le brevet européen EP 0 502 055. Le principal avantage de l'urée réside dans le fait que dans les matériaux obtenus, la structure naturelle de l'os est préservée, avec sa composition essentiellement à base de collagène de type I .
On observera qu'en pratique, les matériaux ainsi commercialisés actuellement, de manière courante, en matériaux d' osteosynthese, sont fabriqués à partir de tissus osseux prélevés sur le squelette d'animaux de boucherie, en particulier à partir d'os bovins. Cette solution est particulièrement commode pour une production industrielle, dans la mesure où 1 ' on peut disposer en grandes quantités d'os provenant des abattoirs.
Il subsiste des circonstances où les chirurgiens ou les dentistes souhaiteraient disposer d'un matériau pour greffe osseuse présentant les mêmes qualités en prise de la greffe, ainsi que les mêmes qualités par rapport à des greffons simplement nettoyés et cryo-conservés
(disponibilité à faible coût et commodité d'approvisionnement et de conservation notamment), mais qui soit fabriqué à partir d'os humain et non plus d'os d'animaux de boucherie. On peut effectivement comprendre que les milieux utilisateurs soient dans ce cas plus confiants en l'absence de risques infectieux.
L'un des objectifs de la présente invention est donc de proposer un procédé se prêtant avantageusement à 1 ' emploi d'os humain comme matériel de départ, tant du point de vue technique et qualitatif que du point de vue économique, dans des conditions où l'on ne peut disposer d'os humain aussi facilement que d'os bovin. L'invention vise aussi à mieux satisfaire aux différentes attentes des milieux producteurs et des milieux utilisateurs, sachant que les exigences sanitaires deviennent de plus en plus sévères de jour en jour. Par rapport à l'art antérieur en ce domaine, elle améliore considérablement la sécurité dans la protection contre les risques de contamination divers, en prenant en compte, par exemple, tant ceux liés à des épidémies existantes dans les cheptels, comme les maladies à prions entraînant des dégénérescences spongiformes, assez proches de celles que l'on observe dans le syndrome de Creutzfeld Jacob, que ceux que l'on doit plutôt craindre quand on part d'os humain, et là, il convient, de plus, notamment de s'assurer d'éliminer tout risque touchant au HIV du sida (virus d' immuno-déficience humaine, ou "human immuno- deficiency virus" en anglais) .
Pour ce faire, l'invention propose de réaliser des greffons osseux à partir d'un matériel osseux naturel, par un procédé dont les étapes successives comportent au moins une étape d'extraction sélective des agents pathogènes et délipidante au moyen d' 'acétone dans des, conditions de température n'excédant pas 40 °C.
Plus précisément, suivant les caractéristiques secondaires de l'invention, cette étape d'extraction se fait à température ambiante ordinaire, de telle sorte que la structure osseuse initiale en collagène de type I ne s'en trouve pas dénaturée . On entend par température ambiante ordinaire une température variant en moyenne entre 18 et 25 °C.
Cette étape d'extraction au moyen d'acétone permet une délipidation sélective, d'ordre chimique, des lipides véhiculant des agents pathogènes et des protéines de structure non-collagéniques .
L ' acétone peut éventuellement être remplacée par une autre cétone dite inférieure, c'est-à-dire dont la molécule comporte un nombre d'atomes de carbone ne dépassant guère 6.
Préférenciellement, la molécule de cette autre cétone ne possède pas de groupe fonctionnel perturbateur des propriétés de la fonction cétone.
Ainsi, suivant ces deux conditions, la méthyléthylcétone ou 1 ' acétobutyrone possédant respectivement 4 et 5 atomes de carbone dans leur chaîne moléculaire, ne comportant pas d'autres groupements que des groupements alkyle, peuvent par exemple être utilisées à la place de l'acétone.
Cependant, dans le cadre de l'invention, l'acétone a l'avantage d'être plus aisément miscible à l'eau présente dans la matière (suite à des étapes de traitement préalables) que ses homologues.
Ainsi, suivant l'invention, cette étape d'extraction à l'acétone est avantageusement précédée d'une étape de delipidation classique, dite étape de sensibilisation, par lavage à l'eau sous pression. On entend par étape de delipidation classique une action de dégraissage d'ordre mécanique, ayant pour fonction principale l'extraction des lipides libres, des acides gras et des lipoprotéines associés à la trame osseuse.
L'étape d'extraction à l'acétone est avantageusement combinée à un traitement d'extraction subséquent à l'urée comme précédemment proposé suivant 1 ' art antérieur rappelé ci-dessus (document de brevet européen 0 502 055 en particulier) .
Il est à noter que l'acétone présente l'avantage d'être un produit courant, largement disponible à faible coût sur le marché. Ce composé est souvent utilisé pour de simples opérations de dégraissage.
Mais dans ce cas, l'acétone est utilisée en solution aqueuse, fortement diluée, à concentration généralement comprise entre 1 et 10%, et à haute température, généralement à ébullition.
En résultat de l'invention, l'acétone a fait preuve d'une capacité analogue à celle de l'urée de permettre une extraction sélective des protéines non collagéniques pouvant retenir des agents indésirables tout en conservant la structure collagénique essentielle du tissu osseux d'origine. De ce point de vue, la cétone est avantageusement utilisée pure ou quasiment pure, c'est-à-dire non diluée, à une concentration comprise entre 80 et 98 %.
Il est à noter que la cétone est pure, de l'ordre de 98% lorsque l'os y est plongé au début de l'étape d'extraction, mais en raison de l'étape de sensibilisation préalable, suivant les caractéristiques secondaires de l'invention, l'eau adsorbée par l'os traité peut diluer l'acétone, et faire ainsi diminuer sa concentration, l'os n'ayant pas été séché avant de subir cette étape d'extraction à l'acétone. La concentration in situ reste toutefois toujours supérieure à 80 %, et même le plus souvent à 90 %, du moins dans les conditions préférées de 1 ' invention.
Ce traitement est éventuellement renouvelé, après une étape intermédiaire de lavage entraînant les résidus extraits du matériel osseux, de manière à assurer le temps de contact utile dans des conditions optimales.
Selon un mode de mise en oeuvre préféré, lorsque le traitement est renouvelé, le second bain est plus long que le premier et effectué préférentiellement à température ambiante ordinaire .
En outre, l'acétone s'est montrée même préférable à l'urée comme solvant d'extraction dans le traitement d'un matériel de départ constitué d'os humain. La qualité des résultats obtenus semble due, au moins pour une bonne part, à une meilleure pénétration du solvant au sein de l'échantillon osseux traité, encore améliorée quand cet échantillon est préalablement lavé à l'eau sous pression dans l'étape dite de sensibilisation. De ce fait, on peut avantageusement opérer sur des échantillons relativement gros qu'il n'est pas besoin de fragmenter.
En particulier, il est apparu avantageux d'opérer sur des blocs d'épaisseur comprise entre 0,5 et 5 cm, de l'ordre de 10 à 20 ou 10 à 30 millimètres, comme on peut en obtenir en découpant la source usuelle d'os humain que représentent les têtes de fémur en deux ou trois morceaux. On évite de la sorte les pertes inévitables qu'entraînent les opérations de broyage avant traitement. On évite aussi d'avoir à reconstituer des greffons aux dimensions de cet ordre que demandent certaines applications.
D'autre part, l'étude des résultats obtenus par le procédé de l'invention, dans ses modes de mise en oeuvre préférés, a fait apparaître un effet synergique des traitements combinés à l'acétone et à l'urée. Il semble que l'acétone soit particulièrement efficace à extraire les virus dits enveloppés, et que l'urée soit au contraire plus efficace sur les virus non enveloppés. Quoi qu'il en soit, diverses analyses, effectuées à divers stades du procédé suivant l'invention, ont démontré que par la combinaison de ces deux solvants d'extraction, dans des étapes éventuellement renouvelées plus d'une fois et intercalées avec des étapes de lavage et rinçage, permet avec une très grande sécurité de débarrasser le tissu osseux de tous agents contaminants, notamment d'une part des virus dont on peut craindre la présence en forme transmissible tout particulièrement dans des tissus d'êtres humains, tels que ceux des hépatites, de la poliomyélite, ou du sida (HIV) , et d'autre part des agents non conventionnels, tels que les prions de la maladie de Creutzfeld-Jacob et des maladies encéphalopathiques spongiformes apparentées .
Conformément à une caractéristique secondaire de l'invention, il est avantageux de réaliser le traitement à l'acétone avant celui à l'urée, ce que l'on peut mettre en relation avec une meilleure capacité de l'acétone à pénétrer au sein du matériel osseux, dans les espaces inter- trabéculaires . On peut d'ailleurs admettre que cette capacité figure parmi les facteurs qui rendent 1 ' intérêt de l'étape d'extraction à l'acétone particulièrement sensible dans le cas du traitement d'os humain, car elle contribue avec le fait que d'une manière générale, l'écartement inter- trabéculaire moyen y est plus large que dans l'os bovin, pour rendre le procédé efficace sur des fragments d'os relativement gros, qui n'ont plus besoin d'être fragmentés avant d'être mis en contact avec les solvants d'extraction. Mais bien entendu, l'invention ne se limite pas pour autant à ce cas d'application industrielle, et dans tous les cas, l'extraction à l'acétone a pour effet complémentaire de faciliter l'accès au sein du tissu osseux pour les étapes ultérieures d'extraction.
Pour les mêmes raisons, il est apparu bénéfique de soumettre les échantillons osseux en cours e traitement, à un stade intermédiaire entre l'extraction à l'acétone et l'extraction à l'urée, à une étape de sensibilisation analogue à celle qui est préconisée en lavage avant l'action de l'acétone. Il s'agit donc notamment d'exposer le tissu osseux à un jet d'eau sous pression, avec pour effet de détacher les tissus mous encore présents par une action physique de mise en suspension. En utilisant de l'eau purifiée bacteriologiquement additionnée d'une composition détergente, on peut exercer en plus une action préliminaire d'ordre chimique avant leur mise en solution par l'agent d'extraction. Des compositions détergentes non moussantes à base de phosphates et polyphosphates alcalins, éventuellement chlorés, se sont révélées particulièrement efficaces en cela et par une action désinfectante complémentaire. Notons que l'acétone, utilisée dans ce cas comme détergent, peut également se révéler efficace fortement diluée. La concentration des compositions détergentes à base de phosphates et de polyphosphates est préférentiellement comprise entre 1 et 10 % en poids, et notamment de 1 ' ordre de 2 à 5 % en poids .
L'invention présente encore d'autres caractéristiques secondaires qui ont plutôt trait aux conditions de mise en oeuvre dans des installations industrielles . En particulier, il est avantageux d'équiper des banques d'os collectant des prélèvements d'os humains à l'état congelé, à proximité du lieu de prélèvement pour permettre une bonne traçabilité en fonction des donneurs, d'installations automatisées de faible capacité dans lesquelles les différentes étapes de procédé sont effectuées en série dans des ateliers aseptisés fonctionnant en continu sur des lots d'un nombre restreint de têtes de fémur (1 à 5 notamment, un nombre de une à quatre têtes étant encore préférable) .
Dans des formes de mise en oeuvre particulièrement élaborées du procédé, appliqué au départ d'os humain et observant les conditions spécifiques à 1 ' invention dans ses étapes nouvelles par rapport à l'art antérieur en la matière, combinées à des étapes en elles-mêmes classiques, au moins les étapes initiales de nettoyage mécanique et lavage à l'eau sous pression, avant et/ou après découpage ou broyage éventuel, portent sur des prélèvements de tissu osseux provenant entièrement d'un donneur unique, jugé sain, afin de réduire les risques de contamination croisée. En opérant avantageusement à température tiède, ici de l'ordre de 30 °C, on peut obtenir une importante élimination des lipides, constituants essentiels de la moelle osseuse, ramenant leur teneur à environ 2 % seulement .
Ensuite, les étapes que l'on peut dire virucides à proprement parler (aptes à inactiver les virus spécialement) peuvent prendre en charge des lots un peu plus importants, doubles par exemple. Elles comprennent successivement l'extraction à l'acétone, l'étape intermédiaire d'attaque par une solution détergente aqueuse sous pression, l'extraction à l'urée, et un traitement thermique subséquent (dans des conditions connues pour agir sur le virus du sida notamment) avant une stérilisation finale.
En pratique, on est souvent amené à conduire l'extraction à l'urée en faisant passer les fragments osseux dans deux bains successifs de solution aqueuse d'urée.
Suivant des caractéristiques secondaires de l'invention, les bains successifs de solution aqueuse d'urée ont des concentrations comprises entre 2 et 10 M, et de préférence de l'ordre de 5 à 8 M. Bien qu'étant à températures tièdes, ici de l'ordre de 30 à 35°C, l'étape d'extraction à l'urée est plus longue que l'étape d'extraction à l'acétone effectuée à température ambiante ordinaire, ceci en fonction d'une durée de contact souhaitable plus longue en général que pour l'extraction à 1 ' acétone.
Pour compléter la description des caractéristiques de 1 ' invention ainsi que celle de ses avantages et résultats, on considérera maintenant quelques exemples de mise en oeuvre, qui bien entendu ne sont pas limitatifs.
EXEMPLE 1
Il s'agit de traiter des têtes de fémur humaines afin d'en éliminer les éventuels agents contaminants, qu'ils soient notamment bactériens, fongiques ou viraux, et d'obtenir ainsi des greffons osseux qui seront utilisés en chirurgie comme implant .
Conformément à l'invention, le traitement comporte principalement deux étapes caractéristiques, qui ont essentiellement un rôle d'élimination des virus indécelables éventuellement présents par extraction des lipides et autres résidus (sanguins notamment) pouvant subsister dans les espaces inter-trabéculaires. La première utilise comme réactif l'acétone et l'autre l'urée.
Au préalable, chaque tête est débarrassée de sa partie corticale puis découpée à l'aide d'une scie circulaire, en deux ou trois morceaux selon la taille de la tête de fémur. On cherche par là à obtenir des échantillons correspondant à des hémi-têtes présentant une épaisseur d'au plus 16 mm d'épaisseur (à 1 mm près), plus éventuellement une tranche intermédiaire d'épaisseur au plus égale à 8 mm
(également à 1 mm près) . Chaque tête est ensuite nettoyée à l'eau sous pression (jets sous 100 bars par exemple) jusqu'à ce que l'os prenne une couleur blanche à rosée très claire.
Les fragments osseux sont ensuite soumis à une première étape d'extraction à l'acétone, dont l'action est la delipidation sélective et l'élimination des agents pathogènes, réalisée en disposant ces fragments, d'abord pendant 15 minutes dans un bêcher d'acétone à au moins 80 %
(en pratique ici à 98 %) , à température ambiante de 18 °C, placé dans une cuve à ultrasons, puis ces fragments sont introduits dans un nouveau bain d'acétone, placé sous agitation magnétique pendant 3 heures, à une température voisine de 18° C.
Il est prévu un volume de 400 ml d'acétone pour 100 g d'os (poids initial) .
Cette étape primaire de delipidation chimique sélective et d'élimination d'agents pathogènes permet de débarrasser les os d'un maximum de lipides, véhicules potentiels de virus et autres agents contaminants, et des protéines non collagéniques . Elle est poursuivie jusqu'à ramener la teneur en lipides à moins de 2 %, alors qu'elle était initialement de 30 à 40 % en poids.
Les fragments osseux sont ensuite succinctement rincés à l'eau purifiée sous ultrasons pendant 30 minutes. Puis ils sont soumis à une seconde delipidation dite classique, réalisée à l'aide d'un détergent non ionique anti-bactérien (à 4%) dans une cuve à ultrasons. Le détergent choisi est à base de phosphates et polyphosphates alcalins.
Cette seconde delipidation classique permet de parfaire l'élimination des lipides et d'éventuels débris médullaires ainsi que d'agir à nouveau sur les virus et/ou bactéries. Les résidus de détergent sont éliminés par rinçage à 1 ' eau purifiée sous ultrasons . Pour évaluer l'efficacité du traitement, des têtes de fémur ainsi traitées ont été analysées. Les analyses effectuées comprennent une étude histo-morphométrique et un test de coloration en plus du dosage des lipides. Elles ont permis de constater :
- que la composition intrinsèque de l'os d'origine est très bien préservée dans sa structure collagénique de type I,
- que l'acétone parvient toujours au coeur du matériel osseux, bien que celui-ci se présente en blocs de dimensions importantes (épaisseur comprise entre 8 et 16 mm) et bien qu'il s'agisse d'os humain plutôt que d'os bovin,
- et que le taux de purification virale est remarquable, notamment dans le cas de virus dits de type enveloppé que sont notamment : - le virus à ADN enveloppé de la maladie d'Aujesky (pseudo-rage, PRV) , appartenant à la famille des herpès- viridae,
- le virus à ARN enveloppé de la diarrhée bovine (BVDV) , appartenant à la famille des togaviridae, - le virus HIV de type 1 responsable du sida, à ARN enveloppé, rétrovirus de 1 ' immuno-déficience chez l'homme.
Pour mieux garantir la sécurisation microbienne et virale des greffons finalement, le procédé suivant l'invention se poursuit, après le rinçage à l'eau stérile, par un traitement à l'urée 6 M, effectué sous ultrasons dans deux bains successifs. Après chacun, les résidus recueillis dans l'urée sont éliminés par un rinçage à l'eau purifiée, sous ultrasons.
Ce traitement complète les effets des opérations précédentes en ce qui concerne 1 ' extraction des proteoglycanes et des glycoprotéines sans détruire les protéines collagéniqueε de type I, ainsi que l'action antivirale. Du point de vue de 1 ' action antivirale en complément de celle de l'acétone, l'urée parfait l'élimination des virus dit enveloppés ci-dessus. Elle a prouvé en outre une action propre particulièrement efficace contre les virus dépourvus d'enveloppe que sont notamment :
- le parcovirus à ADN sans enveloppe de la souris dit MVM (pour "minute virus of mice" en anglais) , connu pour être particulièrement résistant aux agents physico-chimiques usuels, - le poliovirus ARN non enveloppé responsable de la poliomyélite, également connu pour sa forte résistance.
Les fragments osseux obtenus, ainsi délipidés et contenant uniquement des protéines collagéniques, sont placés dans de l'eau stérile, chauffée à 56-60 °C, sous ultrasons. Ce traitement thermique a pour finalité principale de parfaire la destruction des bactéries et du virus HIV.
Le procédé comprend enfin un rinçage à 1 ' éthanol puis 1 'evaporation de l'alcool, afin d'obtenir un greffon final sec.
Celui-ci se conserve à 25° C, valeur typique pour parler de température ambiante ordinaire, jusqu'à son utilisation.
EXEMPLE 2
En complément aux essais analytiques déjà rapportés dans l'exemple 1, on a vérifié que l'innocuité du greffon final ne se limite pas aux virus conventionnels et que le traitement suivant l'invention est potentiellement efficace contre les prions, ceux notamment qui sont à l'origine de la maladie de Creutzfeld-Jacob .
A cet égard, le traitement d'extraction à l'urée joue un rôle important, qui lui a déjà été reconnu à l'occasion du procédé appliqué industriellement à l'os bovin suivant la technologie décrite dans le brevet européen déjà cité de la déposante.
Cet effet est cependant encore amélioré ici, dans la mesure où le réactif est mis en contact avec le tissu osseux après que celui-ci ait été soumis à l'étape d'extraction à l'acétone. Il est à noter que les étapes de, sensibilisation par action d'eau sous pression et/ou d'une solution aqueuse détergente améliorent encore les résultats .
EXEMPLE 3
Le procédé est ici appliqué au traitement d'os humain, sous une forme automatisée. Pour l'essentiel, les étapes sont conduites dans des cabines ou salles blanches, avec transfert des produits par robot d'une cuve de traitement à l'autre. Les opérations demandant une intervention manuelle sont effectuées dans des boîtes à gants. C'est le cas notamment pour les étapes de sensibilisation effectuées par projection d'eau sous pression.
S 'agissant de têtes fémorales entières, prélevées chez des patients opérés ou décédés pour coxarthrose, chaque tête est soumise séparément aux premières étapes de nettoyage, découpage, sensibilisation, jusqu'à l'étape d'extraction par l'acétone. Les risques de contamination croisée sont ainsi très réduits. La petite taille des lots soumis aux étapes robotisées (1 à 4 têtes au maximum traitées simultanément dans un lot) contribue à minimiser encore ce risque.
L'os découpé se présente sous la forme finale de livraison aux utilisateurs . Les fragments comportent deux hémi-têtes de 16 mm d'épaisseur au maximum (partie latérale et hémisphérique d'une tête fémorale) et éventuellement une tranche centrale de 8 mm d'épaisseur au maximum. Avant d'introduire les os dans la ligne de traitement, on aura commencé par s'assurer que le donneur présente le maximum de sécurité (questionnaire médical et analyse sérologique) . Seuls les prélèvements cryo-conservés qui présentent un niveau de sécurité suffisant pour une utilisation thérapeutique sont acceptés pour subir le traitement complémentaire du procédé suivant l'invention.
Les examens sérologiques effectués sont choisis pour prouver notamment l'absence de réaction aux essais à l'anticorps anti-HIV (type 1), à l'antigène d'hépatite HBs, à l'anticorps anti-HBc, à l'anticorps anti-HCV (virus de l'hépatite C) . En attente de traitement, les os retenus, encore conditionnés en boîtes stériles, sont stockés dans des congélateurs à -35°C.
Le traitement des échantillons commence par une étape de décortication qui a pour objectif la mise à nu de l'os spongieux, permettant ensuite aux réactifs de mieux pénétrer au coeur du greffon. La tête est placée dans une cabine isolée avec manipulation à distance à travers les parois (boîte à gants) dédiée à cette étape, puis elle est fixée dans un étau afin de la maintenir immobile. A l'aide d'une fraise pneumatique, l'os cortical est progressivement abrasé.
Puis, la tête est nettoyée par projection d'eau sous pression (eau osmosée sous pression filtrée bacteriologiquement) additionnée d'une composition organique de détergent non ionique à action désinfectante. Un contrôle visuel permet de vérifier la qualité du nettoyage mécanique. Cette étape permet de débarrasser la trame osseuse de la majorité des éléments immunogènes, en particulier des lipides et du sang, ainsi que de la moelle.
Vient ensuite l'étape primaire de delipidation sélective et d'élimination d'agents pathogènes à l'acétone. Comme les précédentes, chaque tête y est soumise séparément, afin d'éviter toute contamination croisée entre des prélèvements provenant de donneurs différents.
Cette étape a pour objectif de débarrasser l'os des lipides résiduels, véhicules potentiels de virus et autres agents contaminants, contenus dans la trame osseuse. A l'issu de cette étape, l'os est débarrassé de la quasi- totalité des débris cellulaires et délipidé jusqu'à moins de 2 % en poids de lipides. Les paniers contenant l'os nettoyé sont disposés dans un bêcher contenant de 1 ' acétone pure (concentration supérieure à 98 %) . Puis, ils sont placés dans une cuve à ultrasons pendant 15 minutes . Le bain est renouvelé et cette étape continue sous agitation magnétique pendant 3 heures minimum.
La suite du traitement est entièrement robotisée. Les unités fonctionnent en continu, pour traiter en série des lots de faible capacité, comportant chacun les fragments de quatre têtes au maximum. Les greffons sont reçus dans des paniers qui sont transférés par un convoyeur d'un bain de traitement à l'autre.
Tout d'abord, une delipidation classique à l'eau sous pression additionnée de détergent a pour objectif d'éliminer au niveau des trabécules osseuses des résidus lipidiques et des débris sanguins pouvant persister après l'élimination d'agents pathogènes, mais aussi d'exercer une action antivirale et action antibactérienne propre.
Cette étape, entièrement automatisée, se déroule sous ultrasons pendant une durée de 1 h 20 minimum. A l'issue de cette étape, le greffon est délipidé. Il présente une trame minérale préservée et contient essentiellement des protéines d'origine collagénique .
Suit alors un rinçage qui permet d'éliminer le détergent résiduel de l'étape précédente. Il est effectué au moyen d'eau osmosée filtrée bacteriologiquement. Le traitement à l'urée est alors effectué, dans des conditions propres à exercer une action antivirale et à éliminer principalement les agents transmissibles non conventionnels .
Cette étape est réalisée dans une cuve à ultrasons.
Deux bains successifs à une température de 35 °C pendant une durée de deux fois deux heures sont utilisés. Ceci facilite un temps de contact environ double de celui nécessaire pour l'extraction à l'acétone. Un renouvellement des bains permet d'améliorer l'efficacité du traitement en assurant l'apport de solution fraîche.
Après un nouveau rinçage pour débarrasser 1 ' os des résidus d'urée, on procède à un traitement thermique qui a un double objectif : exercer une action antibactérienne et une action antivirale (élimination complémentaire du virus HIV) plus une action visant à éliminer tous résidus de traitement. Il se déroule dans de l'eau purifiée au sein d'une cuve à ultrasons chauffante.
Ensuite, un dernier rinçage à 1 ' éthanol a pour objectif de faciliter le séchage final.
Après séchage en chaleur sèche, à une température suffisamment basse pour ne pas endommager la trame collagénique, un produit sec se conservant à la température ambiante ordinaire est obtenu.
Après contrôle visuel, chaque greffon est conditionné et placé dans une boîte conçue à cet effet pour être stocké ainsi en sortie de la chaîne de traitement automatique, en attente de leur envoi en stérilisation.
Cette stérilisation est réalisée par rayonnement ionisant produit par un faisceau d'électrons accélérés qui permet une destruction des éventuels micro-organismes résiduels. Elle offre au chirurgien la garantie d'un produit stérile . EXEMPLE 4
Dans des conditions analogues à ce que 1 ' on a décrit à l'occasion de l'exemple 1 ci-dessus, on a soumis au traitement de l'invention, d'une part des échantillons d'os humain, d'autre part des échantillons d'os bovin. Les uns comme les autres étaient concassés en fragments de granulométrie moyenne de l'ordre du centimètre.
L'histo-morphométrie des greffons après traitement conduit aux résultats suivants :
Valeurs moyennes pour os Humain Bovin
Volume du tissu osseux (%) 27 34
Epaisseur moyenne des trabécules (μm) 178 165
Nombre moyen des trabécules (/mm) 1,4 2,0
Ecartement moyen inter-trabéculaire (μm) 555 343
Les résultats d'une analyse de la composition chimique des différents greffons se traduisent par les moyennes suivantes :
Pourcentage en poids Os humain Os bovin
Eau 6 , 7 % 7 , 4 Calcium Ca++ 23 , 7 % 22 , 2
Phosphore 10 , 7 % 11 , 9 Lipides 0 , 1 % 0 , 1 Protéines 29 , 9 % 29 , 6 Collagène 26 , 9 % 26 , 4
Dans tous les cas les chiffres respectent une proportion de collagène comprise entre 20 et 40 % en poids
(plus précisément de 25 à 35 % en poids) et une proportion de calcium comprise entre 15 et 25 %, qui témoignent ensemble de la conservation de la structure osseuse essentiellement composée de collagène et d'hydroxy-apatite, et le taux de lipides restant est quasiment inexistant, en tout cas nettement inférieur à 2 % . EXEMPLE 5
Les produits issus du traitement suivant l'exemple 1 ont fait l'objet d'études de biocompatibilité pour s'assurer que le tissu conserve sa fonctionnalité en prothèse osseuse et qu'il ne soit pas devenu toxique du fait du traitement.
Les essais normalisés ci-après ont tous donné des résultats favorables :
- Evaluation du pouvoir sensibilisant induit chez le cobaye (selon ISO/EN 30993-10), - Test de cytotoxicité (selon ISO/EN 30993-5) ,
- Test de toxicité systémique aiguë (selon ISO/EN30993-11) ,
- Test de génotoxicité (selon ISO/EN30993-3) qui comporte :
Test d'Ames (selon OCDE 471) ,
Test d'aberrations chromosomiques sur lymphocytes humains (selon OCDE 473) .
On peut conclure sans ambiguïté à une excellente biocompatibilité .
Des essais d'implantation à long terme en site trabéculaire des greffons obtenus par traitement d'os humain ont également été réalisés avec succès .
Parmi eux, on citera en exemple l'implantation à long terme chez le mouton (selon EN 30993-6) , suivant laquelle on a pu observer une excellente néo-apposition osseuse à trois mois.
EXEMPLE 6
Les conditions opératoires appliquées dans l'exemple
1 ont été reprises sur des prélèvements osseux d'origine humaine ou d'origine bovine, en ajoutant, suivant les cas, une étape de concassage en fragments de dimensions de 1 ' ordre de 1 à 3 cm, ou une étape de broyage à une granulométrie inférieure à 0,5 cm, en étape précédant les traitements essentiels à l'acétone et à l'urée.
L'intérêt d'un broyage n'est guère sensible que dans le cas du traitement d'os humain, plus particulièrement de prélèvements osseux limités à des têtes de fémur, ou lorsque le matériau obtenu est destiné à des applications qui demandent qu'il soit sous forme de poudre.
EXEMPLE 7
Des essais ont été réalisés pour vérifier l'action virucide exercée par l'acétone et par l'urée.
Les résultats sont résumés ci-après, pour les virus qui ont déjà été pris en considération à l'exemple 1 ci- dessus. Ils sont exprimés par les facteurs de réduction en log (puissances de 10) , avec, en moyenne :
Facteur de réduction pour le solvant d'extraction :
Acétone Urée 1 Urée 2
Virus HIV-1 > 4,32 > 4,19 > 4,19
PRV > 4,59 > 4,61 > 4,61
BVDV > 4,95 > 4, 08 > 4, 08
Polio > 4,68 > 5,19 > 5,19
MVM > 1,22 > 3,55 > 3,55
Il s'ensuit les facteurs de réduction cumulatifs suivants
HIV-1 12,70
PRV 13,81
BVBV 13,11
Polio 15,06
MVM 8,32
L'action virucide propre à l'acétone est donc pleinement vérifiée. Elle se combine avec une préparation du matériel osseux par élimination d'agents pathogènes à coeur (reliquat de lipides inférieur, 0,2 % en poids) qui le rend plus réceptif à l'action virucide subséquente de l'urée.
La description qui précède explique clairement, notamment à 1 ' aide des exemples détaillés qui viennent d'être exposés, comment l'invention procède d'une manière que ne pouvait prédire l'homme de l'art et comment elle permet d'atteindre les objectifs qu'elle s'est fixés. En particulier, elle permet de réaliser des greffons osseux qui sont utilisables sans risque de contamination en chirurgie humaine tout en assurant une bonne qualité d' osteosynthese.
Bien que l'on puisse partir de tout matériel osseux animal (le cas d'exemple typique étant celui des os restant des carcasses de bovins destinées à la boucherie) , il est préféré d'utiliser comme tissu osseux de départ des fragments d'os humains, prélevés sur des cadavres (il peut s'en trouver sous forme d'os cortical, d'os spongieux, ou d'os déminéralisé) ou sur des donneurs vivants (en général de l'os spongieux, l'os cortical n'étant disponible qu'en faibles quantités) . Les formes de mise en oeuvre préférées de l'invention sont particulièrement adaptées au traitement de têtes de fémur découpées de manière appropriée.
Le traitement d'extraction par l'acétone, avantageusement combiné à un traitement de sensibilisation par de l'eau sous pression, et avantageusement suivi par au moins une étape d'extraction par une solution d'urée
(préférentiellement deux étapes de ce genre) , permet d'atteindre un haut degré de delipidation et de purification. Dans les conditions de mise en oeuvre préconisées, ledit traitement d'extraction à l'acétone a tendance à éliminer particulièrement les virus enveloppés tandis que ledit traitement d'extraction à l'urée a tendance à éliminer particulièrement les virus nus, non enveloppés. Le procédé permet néanmoins de préserver la structure d'origine du tissu osseux à base de collagène de type I, ce qui est nécessaire à une bonne intégration par osteosynthese sur un greffon osseux implanté qui est constitué du matériau suivant l'invention.
Au cas où cela ne ressortirait pas suffisamment de toutes les explications qui précèdent, on peut souligner :
- que si le procédé suivant 1 ' invention se prête sans difficulté au traitement d'échantillons osseux cryo- conservés après prélèvement, il peut aussi être appliqué sur place directement après prélèvement, ce qui conduit à une réduction des coûts et facilite la traçabilité des greffons du donneur au receveur ;
- que l'on peut également éviter la congélation du produit finalement obtenu, lequel peut être conservé à l'état sec ou préalablement lyophilisé, à la température ambiante ordinaire de 18 à 25 °C ;
- que les essais effectués ont confirmé l'efficacité du traitement d'extraction à l'urée sur les prions, qui est encore améliorée dans le procédé tel que mis en oeuvre suivant 1 ' invention ;
- que le procédé est au total exclusivement à base de solvants non agressifs pour l'os et qu'il permet néanmoins d'éliminer totalement les lipides et les autres constituants sanguins porteurs potentiels de virus, et même les agents dits non conventionnels des maladies à prions, étant entendu que l'élimination des agents infectieux bactériens et fongiques moins résistants est également assurée ;
- que la possibilité de traiter des hémi-têtes de fémurs humains dans cette conformation constitue un atout important, car d'une manière équivalente au cas d'un traitement d'un produit broyé à l'état pulvérulent, on parvient à faire se succéder en alternance, sur des fragments relativement gros, une action physique de mise en suspension des constituants potentiellement nocifs avec une action chimique de solubilisation de ces constituants ;
- que le procédé suivant l'invention n'utilise pour autant que des solvants dont la mise en oeuvre, tout au moins dans les conditions préconisées préferentiellement et pour les étapes délicates d'extraction, n'entraîne pas de risques tels que les risques d'explosion des alcools légers, ce qui évite des surcoûts pour les installations industrielles .
Au total, les greffons obtenus suivant l'invention conviennent aux mêmes applications que l'os cryo-conservé traditionnel . Leurs indications concernent notamment la reconstruction ou le comblement de défauts osseux, lors des reprises de prothèse totale de hanche ou de genou, lors d' arthrodèses vertébrales, lors de chirurgies d'exérèse tumorale, lors de la traumatologie ou de toute indication de greffe osseuse de l'appareil locomoteur ou du rachis, ou encore en chirurgie dentaire. La différence avec les greffons cryo-conservés réside dans la sécurité qu'apporte le procédé de traitement auquel les prélèvements sont soumis conformément à l'invention vis-à-vis des risques de contamination infectieuse microbiologique, et ce sans perturber pour autant leur capacité à favoriser 1 ' osteosynthese, le traitement ne dénaturant pas la structure osseuse essentielle à cet effet, faite de collagène, principalement de type I, et d'hydroxy-apatite .

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de fabrication d'un matériau d'ostéoplastie par traitement d'un tissu osseux d'origine naturelle, caractérisé en ce qu'il consiste essentiellement à soumettre le tissu osseux naturel de départ, à des opérations successives d'extraction des lipides et autres constituants potentiellement porteurs d'agents pathogènes, comportant au moins une étape d'extraction au moyen d'un solvant constitué par une cétone telle que l'acétone, effectuée à température n'excédant pas 40 °C, de telle sorte que la structure osseuse d'origine à base de collagène de type I est préservée .
2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ladite étape d'extraction à l'acétone est suivie d'une étape d'extraction à l'urée effectuée à une température n'excédant pas 40 °C.
3. Procédé suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ledit traitement d'extraction à 1 ' acétone est conduit de manière à éliminer particulièrement les virus enveloppés et en ce que ledit traitement d'extraction à l'urée est conduit de manière à éliminer particulièrement les virus non enveloppés.
4. Procédé suivant l'une des revendications 2 à 3, caractérisé en ce que ladite étape d'extraction à l'acétone est effectuée à température ambiante ordinaire, et que ladite étape d'extraction à l'urée est effectuée à sous chauffage léger, notamment à une température de l'ordre de 30 à 35 °C.
5. Procédé suivant la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que l'urée est utilisée à une concentration comprise entre 2 et 10 M, préferentiellement entre 5 et 8 M.
6. Procédé suivant l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que ladite étape d'extraction à l'urée est précédée d'une étape de sensibilisation à l'eau sous pression.
7. Procédé suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite étape d'extraction à l'acétone est précédée d'une étape de sensibilisation à l'eau sous pression facilitant la pénétration du solvant d'extraction au sein du tissu osseux.
8. Procédé suivant la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que ladite étape de sensibilisation est effectuée au moyen d'eau sous pression additionnée d'un détergent non ionique anti-bactérien, notamment à base de phosphates et polyphosphates alcalins .
9. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'acétone est utilisée pure, sensiblement non diluée, ce qui conduit in situ à une concentration supérieure à 80%.
10. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 2 à 5, éventuellement complété par l'une quelconque des caractéristiques des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que l'étape d'extraction à l'urée est renouvelée au moins une fois pour assurer un temps de contact sensiblement double par rapport à l'étape d'extraction à l'acétone, et éventuellement à chacune des étapes dites de sensibilisation suivant la revendication 7 ou la revendication 8.
11. Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite étape d'extraction à l'acétone est renouvelée, la seconde extraction à l'acétone étant préferentiellement plus longue que la première .
12. Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est appliqué à des prélèvements d'os humain découpés sous forme de tranches ou de fragments d'épaisseur comprise entre 0,5 et 3 cm, et à ce qu'il est de préférence mis en oeuvre de manière automatique sur des lots de faible capacité traités en série, chacun constitué notamment de une à quatre têtes fémorales humaines préalablement soumises individuellement à un nettoyage mécanique.
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