EP2991694A1 - Materiaux composites a base de polymeres bioresorbables et de verre biocompatible - Google Patents

Materiaux composites a base de polymeres bioresorbables et de verre biocompatible

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Publication number
EP2991694A1
EP2991694A1 EP14720148.7A EP14720148A EP2991694A1 EP 2991694 A1 EP2991694 A1 EP 2991694A1 EP 14720148 A EP14720148 A EP 14720148A EP 2991694 A1 EP2991694 A1 EP 2991694A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
glass particles
biocompatible glass
mixture
composite material
biocompatible
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP14720148.7A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Abderrahim Maazouz
Khalid LAMNAWAR
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Universite Claude Bernard Lyon 1 UCBL
Institut National des Sciences Appliquees de Lyon
Universite Jean Monnet Saint Etienne
Original Assignee
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Universite Claude Bernard Lyon 1 UCBL
Institut National des Sciences Appliquees de Lyon
Universite Jean Monnet Saint Etienne
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Centre National de la Recherche Scientifique CNRS, Universite Claude Bernard Lyon 1 UCBL, Institut National des Sciences Appliquees de Lyon , Universite Jean Monnet Saint Etienne filed Critical Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Publication of EP2991694A1 publication Critical patent/EP2991694A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/40—Composite materials, i.e. containing one material dispersed in a matrix of the same or different material
    • A61L27/44—Composite materials, i.e. containing one material dispersed in a matrix of the same or different material having a macromolecular matrix
    • A61L27/446—Composite materials, i.e. containing one material dispersed in a matrix of the same or different material having a macromolecular matrix with other specific inorganic fillers other than those covered by A61L27/443 or A61L27/46
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/50—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
    • A61L27/58—Materials at least partially resorbable by the body

Definitions

  • the present invention relates to composite materials based on bioabsorbable polymers and biocompatible glass. These composite materials are particularly suitable for producing implantable medical devices, particularly bone repair devices. BACKGROUND OF THE INVENTION
  • biocomposites consist of a polymer matrix in which inorganic particles are dispersed.
  • Biocomposites can thus be prepared by the solvent method according to the methods described Manson et al.
  • B Copper blends for bioresorbable composites (Mathieu Mathieu, P.E. Bourban, J.-AE Manson - Composites Science and Technology 66 (2006) 1606-1614): hydroxyapatite or ⁇ -tricalcium ceramics phosphate are dispersed in a solution of PLLA in chloroform. The solvent is then evaporated to obtain ceramic / polymer biocomposites.
  • the work of Manson et al. show that solvent shaping leads to partially homogeneous dispersions of ceramics in the polymer matrix.
  • Solvent shaping has many disadvantages. NMR analyzes revealed the presence of residual solvent in PLA, which is unacceptable for medical applications. In addition, the biocomposites obtained have poor and poorly controlled properties, with, inter alia, a decrease in the glass transition temperature Tg, in the melting temperature Tf (in the case of semi-crystalline PLA) and in the traction module. (Processing of Homogeneous Ceramics / Polymer Blends for Bioresorbable Composites - LM Mathieu, P.E. Bourban, J.-AE Manson - Composites Science and Technology 66 (2006) 1606-1614).
  • the melted route nevertheless has advantages (development of implants of complex shape, no use of solvent), a need exists for the development of a composite material that can be shaped by the molten route, typically by extrusion, and which overcomes the disadvantages described above.
  • the present invention relates to a process for preparing a composite material comprising a bioabsorbable polymer matrix and modified biocompatible glass particles comprising the steps of:
  • modified biocompatible glass particles are biocompatible glass particles having surface biocompatible bioabsorbable polymers (for example, biocompatible glass particles onto which bioabsorbable polymers or biocompatible glass particles coated with a bioabsorbable polymer are grafted),
  • step b) heating the mixture obtained in step a) under an inert atmosphere so as to obtain a fluid mixture
  • the present invention also relates to a composite material obtainable by a method as hereinbefore described, as well as implantable medical devices comprising said composite materials and methods of making them.
  • the present invention also relates to a process for the preparation of biocompatible glass particles modified by grafting bioresorbable polymers comprising the steps of:
  • step b) adding to the mixture obtained in step a) a polymerization initiator; (c) stirring and heating the mixture under an inert atmosphere;
  • step a) preparing a solution, preferably at 10g / L, of chitosan from the solution obtained in step a);
  • step b adding the biocompatible glass particles to the solution obtained in step b); (d) stirring the mixture;
  • the present invention relates to modified biocompatible glass particles comprising biocompatible glass particles onto which are grafted bioresorbable polymers chosen from polyvinyl alcohols and aliphatic polyesters or comprising biocompatible glass particles coated with a bioabsorbable polymer chosen from alcohols. polyvinyls and aliphatic polyesters.
  • FIG. 1 represents the evolutions of the storage modulus as a function of frequency pulsation, at 150 ° C., for a residence time of 30 seconds in the extruder.
  • FIG. 2 represents the evolution of the loss modulus as a function of frequency pulsation, at 150 ° C., for a residence time of 30 seconds in the extruder.
  • FIG. 3 represents the evolution of the complex dynamic viscosity as a function of the frequency pulse at 150 ° C. for a residence time of 30 seconds in the extruder.
  • Figure 4 shows FTIR analysis results.
  • FIG. 5 represents the follow-up of the evolution of the axial force over time during the extrusion operation of the composite materials
  • bioabsorbable qualifies materials that, after implantation in the body, can be degraded into simple products that are eliminated through metabolic pathways.
  • biocompatible glass particles refers to glass particles compatible with biological tissues. Glass particles compatible with biological tissues do not induce rejection or toxicity and do not cause damage to biological tissues upon contact.
  • the biocompatible glass particles may be bioabsorbable. They are able to promote osteoconduction and / or osseointegration. Such particles are well known to those skilled in the art.
  • modified biocompatible glass particles refers to biocompatible glass particles having bioresorbable polymers on their surface.
  • the present invention relates to a composite material comprising a bioabsorbable polymer matrix and modified biocompatible glass particles.
  • the bioabsorbable polymer matrix typically comprises at least one polymer selected from aliphatic polyesters.
  • aliphatic polyesters include poly lactic acid (PLA), poly (L-lactide) (PLLA), poly (DL-lactide (PDLLA), polyhydric glycolide (PGA), polycaprolactone (PCL), poly lactic acid -co-glycolic acid (PLGA) and mixtures thereof.
  • the molar mass of the polymers generally ranges from 2.10 to 5 g / mol to 10 e g / mol.
  • the polymers generally used as polymer matrix in composite materials according to the invention are well Those skilled in the art, in particular, the bioabsorbable polymer matrix may be as described by Cao et al (W.Cao, L.L.Hench, Bioactive materials, Ceramics International, 1996, vol 22, pp.493- 507) or Bonfield et al (W. Bonfield, M. Wang, KE Tanner, Interface in analog Bone materials, Acta Mater Vol 46, 1998, pp. 2509-2518)
  • Polymer matrix is a composite HAPEX® (composite of hydroxyapatite and polyethylene).
  • the modified biocompatible glass particles are biocompatible glass particles having bioresorbable polymers on their surface.
  • Biocompatible glass particles having bioabsorbable polymers on the surface can be biocompatible glass particles onto which are grafted bioabsorbable polymers or biocompatible glass particles coated with a bioabsorbable polymer.
  • Bioresorbable polymers are typically selected from polyvinyl alcohols, aliphatic polyesters or natural polymers.
  • aliphatic polyesters examples include poly lactic acid (PLA), poly (L-lactide) (PLLA), poly (DL-lactide (PDLLA), polyhydric glycolide (PGA), polycaprolactone (PCL), poly lactic acid -CO-glycolic (PLGA) and their mixture PLA is particularly advantageous since it has antimicrobial properties.
  • the aliphatic polyesters used for this application generally have a mass mass by weight ranging from 2.10 5 g / mol to 10 e g / mol.
  • aliphatic polyesters examples include products from the Resomer® range supplied by Boehringer Ingelheim, Germany, particularly medical grade PDLLAs, such as Resomer®LR 706 S and Resomer® LR 708.
  • Bioresorbable polymers may also be as described by Mathieu et al. (Processing of homogeneous ceramic / polymer blends for bioabsorbable composites - L.M. Mathieu, P.E. Bourban, J.-A.E. Manson - Composites Science and Technology 66 (2006) 1606-1614), Blaker et al. (Premature degradation of poly (ct-hydroxyesters) during thermal processing of Bioglass®-containing composites - Jonny J. Blaker, Alexander Bismarck, Aldo R. Boccaccini, Anne M. Young, Showan N. Nazhat - Acta Biomaterialia 6 (2010) 756 -762), Niemela et al.
  • bioabsorbable polymers can be as described in US 5,716,413, US 5,977,204, US 6,344,496 B1 or WO 200601853.
  • the biocompatible glass particles consist mainly of silicon oxide (SiO 2 ), sodium oxide (Na 2 O), calcium oxide (CaO) and phosphorus oxide (P 2 O 5 ).
  • the biocompatible glass particles comprise from 30 to 60% or 35 to 55%, more particularly 45% by weight of SiO 2 , from 10 to 50%, or from 20 to 30%, more particularly 24.5% by weight.
  • the biocompatible glass particles may comprise 45% by weight of Si0 2 , 24.5% by weight of CaO, 24.5% by weight of Na 2 0 and 6% by weight of P 2 0 5 .
  • Such biocompatible glass is known as Bioverre 45S5 (Bioglass®).
  • the biocompatible glass particles may be as described in US 5,716,413, US 5,977,204, US 6,344,496 B1 and WO 200601853.
  • the biocompatible glass particles typically have a size ranging from 3.5 ⁇ to 0.5 mm.
  • the biocompatible glass particles may be spherical or nonspherical.
  • the modified biocompatible glass particles may be prepared by grafting bioabsorbable polymers to their surface.
  • the graft-modified biocompatible glass particles are prepared by a process comprising the following steps:
  • the polymerization initiator may be chosen from catalytic systems commonly used in the academic and industrial fields, such as Sn (Oct) 2 tin octoate or Ti (OBu) 4 titanium tetrabutoxide.
  • the polymerization initiator may be tin octoate.
  • the concentration of polymerization initiator typically ranges from 0.5% to 2% molar relative to the molar concentration of monomers.
  • the mixture is typically heated at a temperature ranging from 80 ° C to 150 ° C, preferably at 120 ° C.
  • the heating time generally varies from 20 hours to 50 hours, it is preferably 48 hours. Stirring and heating are carried out under an inert atmosphere, preferably under a nitrogen atmosphere.
  • the mixture is dissolved in a suitable solvent, typically chloroform.
  • a suitable solvent typically chloroform.
  • the modified biocompatible glass particles are then precipitated cold, typically in methanol.
  • biocompatible glass particles are dried. Drying is preferably carried out under vacuum at 40 ° C for 24 hours.
  • the graft-modified biocompatible glass particles may be prepared by a process comprising the following steps:
  • the grafted biocompatible glass particles of the present invention have a grafting rate of up to 40%.
  • the average grafting rate generally ranges from 30% to 40%.
  • the degree of grafting is determined by thermogravimetric analysis (ATG) and Fourier transform infrared spectrometry (FTIR). The grafting is qualitatively confirmed by dissolution of the biocompatible glass coated / grafted in chloroform and characterization by FTIR and ATG.
  • Graft-modified biocompatible glass particles particularly include biocompatible glass particles onto which poly (L-lactide) (PLLA) or poly (DL-lactide) (PDLLA) is grafted.
  • the modified biocompatible glass particles may be prepared by coating the surface of the biocompatible glass particles with a bioabsorbable polymer.
  • the biocompatible glass particles are preferably coated with chitosan.
  • the coating is carried out by a process comprising the following steps:
  • step a) preparing a solution, preferably at 10g / L, of chitosan from the solution obtained in step a);
  • step b) adding the biocompatible glass particles to the solution obtained in step b);
  • Drying is preferably carried out under vacuum at 40 ° C for 24 hours.
  • the coating can be characterized by electron microscopy MEB and / or MET. Biocompatible glass particles surrounded by a micrometric layer of chitosan are thus obtained.
  • the modified biocompatible glass particles of the present invention are used to prepare the composite material of the present invention.
  • the composite material of the present invention typically comprises 10% to 60%, or 20% to 50% by weight of modified biocompatible glass particles and 40 to 90%, or 50 to 80% by weight of a matrix. polymer with respect to the mass of the biocomposite material.
  • the composite material of the present invention can be obtained by a method comprising the following steps:
  • the constituent polymer (s) of the polymer matrix are typically in the form of granules.
  • the mixture is typically heated at a temperature ranging from 150 to 180 ° C, preferably at 150 ° C, to obtain a fluid and stable mixture.
  • the heating is maintained for a period of 30 s to 5 min.
  • the cooling can be achieved by means of a coolant circuit, followed by cooling in air.
  • the composite material obtained after casting and cooling can be ground to form granules.
  • the composite material of the present invention is distinguished by a distinctive dynamic rheology.
  • FIGS. 1, 2 and 3 respectively show the evolutions of the conservation modulus, the loss module and the complex dynamic viscosity as a function of the frequency pulse, at 150 ° C., for a residence time of 30 seconds in the extruder.
  • melt processing makes it possible to obtain composite materials having properties superior to those of composite materials obtained by the solvent route: higher G 'and G "modules, higher complex viscosity.
  • biocompatible glass particles makes it possible to obtain composite materials whose viscoelastic properties (modules, viscosities, etc.) are similar to those of the bioabsorbable polymer matrix, unlike composite materials. based on non-grafted or uncoated biocompatible glass particles.
  • the composite material of the present invention has the advantage of not degrading.
  • the interferogram of PLA-based composite materials and 10% ungrafted or uncoated biocompatible glass particles has a peak at 1600 cm -1 This peak is indicative of a degradation reaction of the matrix according to the mechanism:
  • the interferograms of the composite materials of the present invention have no peak at 1600 cm -1, which means that the grafting or coating of the biocompatible glass particles makes it possible to counteract this degradation reaction which takes place at the interface between the biocompatible glass and the matrix.
  • the dispersions obtained by molten route are more homogeneous than those obtained by the solvent route.
  • the composites of the present invention have higher compression moduli than the bioabsorbable polymer matrix.
  • the composite material of the present invention can be melted and cast into a suitable mold to form implantable medical devices.
  • Implantable medical devices comprising a composite material of the present invention are useful in the field of orthopedics.
  • the present invention also relates to a method of manufacturing an implantable medical device comprising the steps of:
  • the molding is typically carried out by extrusion.
  • the extrusion temperature typically varies from 150 to 180 ° C, preferably the extrusion temperature is 150 ° C.
  • the residence time is optimized and the shaping is carried out in an inert medium.
  • the method of manufacturing an implantable medical device may include the steps of:
  • Cooling and demoulding to provide an implantable medical device Cooling and demoulding to provide an implantable medical device.
  • the molding is typically carried out by extrusion.
  • the extrusion temperature typically varies from 150 to 180 ° C, preferably the extrusion temperature is 150 ° C.
  • FIG. 5 shows that the introduction of biocompatible glass particles modified by grafting or coating according to the present invention into the bioabsorbable polymer matrix increases the axial force developed during the extrusion. Without coating or grafting, the forces are much lower than that of the matrix.
  • implantable medical devices of the present invention can take complex forms.
  • implantable medical devices according to the present invention include screws, plates, multilayers. These implantable medical devices are useful for bone repair applications.
  • the implantable medical devices of the present invention have good mechanical strength and do not have the disadvantages of implantable medical devices conventionally prepared by the molten route.
  • the preparation of this mixture is done directly in the extruder. After choosing the appropriate twin-screw profile, the native 45S5® biocompatible glass particles (10% by weight) are mixed with the PDLLA granules so as to obtain a homogeneous mixture. The biocompatible glass particles are added using a gravimetric metering device. The temperature of the material is controlled at 150 ° C. The rotational speed of the extruder is 50 rpm and the residence time of the material is 30 seconds. The mixture is produced under an inert atmosphere. Finally, the mixture is cooled once injected in situ in the mold. at. PDLLA + 10% BVNT - Solvent route
  • Step 1 Preparation of the PDLLA Blend Granules + 10% Biocompatible Glass (BV) Particles in the Solvent
  • Step 2 Hot granules injection into a mold
  • the granules prepared in step 1 are introduced into a transfer jar heated to 150 ° C and then injected into a cold mold after 2 minutes of residence time.
  • Step 1 Grafting PDLLA or PLLA onto Biocompatible Glass Particles (BV / PDLLA or BV / PLLA)
  • a sample of BV / PDLLA or BV / PLLA as obtained in step 1 is mixed with PDLLA granules so that the grafted biocompatible glass particles represent 10% by weight of the composite.
  • the mixture is made by means of a gravimetric doser. The temperature of the mixture is maintained at 150 ° C. The rotational speed of the extruder is 50 rpm and the residence time of the material is 30 seconds. The mixture is produced under an inert atmosphere. Finally, the mixture is cooled after injection in situ in a mold. vs. PDLLA + 10% BV / CTN
  • Step 1 Coating Biocompatible Glass Particles with Chitosan (BV / CTN)
  • a demineralised water solution containing 1% acetic acid is prepared. From this solution is immediately prepared a 10g / L solution of chitosan (to avoid evaporation of the solvent and percolation of chitosan). 45S5 ® biocompatible glass particles (10% by weight) are then added to the latter solution. The whole is stirred mechanically for 15 minutes and then filtered under vacuum. Glass particles biocompatible coated with chitosan are collected and dried under vacuum at 40 ° C for 24 hours.
  • Step 2 Biocomposites shaping by extrusion and injection molding
  • a BV / CTN sample as obtained in the previous step 1 is mixed with PDLLA granules so that the coated biocompatible glass particles represent 10% by weight of the composite.
  • the mixture is made by means of a gravimetric doser.
  • the temperature of the mixture is maintained at 150 ° C.
  • the rotational speed of the extruder is 50 rpm and the residence time of the material is 30 seconds.
  • the mixture is produced under an inert atmosphere. Finally, the mixture is cooled after injection in situ in a mold.

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Abstract

Un procédé de préparation d'un matériau composite comprenant une matrice polymère biorésorbable et des particules de verre biocompatible modifiées est décrit. Le procédé comprend le mélange de particules de verre biocompatiblemodifiées avec le,ou les, polymère(s) constitutif(s) de la matrice polymère biorésorbable de manière à obtenir un mélange homogène. Le mélange est ensuite chauffé sous atmosphère inerte, coulé et refroidi pour donner le matériau composite.

Description

MATERIAUX COMPOSITES A BASE DE POLYMERES BIORESORBABLES ET DE VERRE
BIOCOMPATIBLE
DOMAINE DE L'INVENTION
La présente invention concerne des matériaux composites à base de polymères biorésorbables et de verre biocompatible. Ces matériaux composites sont tout particulièrement adaptés pour produire des dispositifs médicaux implantables, tout particulièrement des dispositifs de réparation osseuse. ARRIERE PLAN DE L'INVENTION
Aujourd'hui, la plupart des implants orthopédiques sur le marché sont issus de la mise en forme par voie solvant de biocomposites. Ces biocomposites sont constitués d'une matrice polymère dans laquelle sont dispersées des particules inorganiques.
Des biocomposites peuvent ainsi être préparés par voie solvant selon les méthodes décrites Manson et al. (Processing of homogeneous ceramic/polymer blends for bioresorbable composites - L.M. Mathieu, P.-E. Bourban, J.-A.E. Manson - Composites Science and Technology 66 (2006) 1606-1614): des céramiques de type hydroxyapatite ou β-tricalcium phosphate sont dispersées dans une solution de PLLA dans du chloroforme. Le solvant est ensuite évaporé pour obtenir des biocomposites céramiques/polymère. Les travaux de Manson et al. montrent que la mise en forme par la voie solvant conduit à des dispersions partiellement homogènes des céramiques dans la matrice polymère.
La mise en forme par voie solvant présente de nombreux inconvénients. Des analyses RMN ont révélé la présence de solvant résiduel dans le PLA, ce qui est rédhibitoire pour des applications médicales. De plus, les biocomposites obtenus possèdent des propriétés faibles et mal maîtrisées, avec entre autres une diminution de la température de transition vitreuse Tg, de la température de fusion Tf (s'il s'agit de PLA semi cristallin) et du module de traction (Processing of homogeneous ceramic/polymer blends for bioresorbable composites - L.M. Mathieu, P.-E. Bourban, J.-A.E. Manson - Composites Science and Technology 66 (2006) 1606-1614).
D'autres travaux se sont intéressés à la mise en forme de biocomposites à base de PLA et de verre biocompatible par les technologies de la plasturgie (voie fondue). La voie fondue présente deux avantages non négligeables : elle est exempte de solvant et elle permet d'élaborer des implants de forme complexe. Cependant, les travaux de Blaker et al. (Prématuré dégradation of poly(a-hydroxyesters) during thermal processing of Bioglass®-containing composites - Jonny J. Blaker, Alexander Bismarck, Aldo R. Boccaccini, Anne M. Young, Showan N. Nazhat - Acta Biomaterialia 6 (2010) 756-762) ont montré que la mise en forme des biocomposites par la voie fondue entraîne une dégradation de la matrice (rupture des chaînes polymériques), cette dégradation étant due au procédé (température, pression, cisaillement) et à la présence du verre biocompatible. Les propriétés des implants préparés par la voie fondue s'en trouvent négativement affectées, en particulier les implants présentent une faible résistance mécanique (modules de compression et les résistances mécaniques).
La voie fondue présentant néanmoins des avantages (élaboration d'implants de forme complexe, pas d'emploi de solvant), un besoin existe pour la mise au point d'un matériau composite qui puisse être mis en forme par la voie fondue, typiquement par extrusion, et qui pallie les inconvénients décrits ci-dessus.
BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION
La présente invention concerne un procédé de préparation d'un matériau composite comprenant une matrice polymère biorésorbable et des particules de verre biocompatible modifiées comprenant les étapes suivantes :
a) mélange de particules de verre biocompatible modifiées avec le ou les polymère(s) constitutif(s) de la matrice polymère biorésorbable de manière à obtenir un mélange homogène, lesdites particules de verre biocompatible modifiées étant des particules de verre biocompatible présentant en surface des polymères biorésorbables (par exemple, des particules de verre biocompatible sur lesquelles sont greffés des polymères biorésorbables ou des particules de verre biocompatible enrobées par un polymère biorésorbable),
b) Chauffage du mélange obtenu à l'étape a) sous atmosphère inerte de manière à obtenir un mélange fluide;
c) Coulage et refroidissement du mélange pour donner ledit matériau composite.
La présente invention concerne également un matériau composite susceptible d'être obtenu par un procédé tel que présentement décrit, ainsi que des dispositifs médicaux implantables comprenant lesdits matériaux composites et leurs procédés de fabrications.
La présente invention concerne également un procédé de préparation de particules de verre biocompatible modifiées par greffage de polymères biorésorbables comprenant les étapes de:
(a) mélange de particules de verre biocompatible avec des monomères constitutifs des polymères biorésorbables en milieu anhydre;
(b) ajout au mélange obtenu à l'étape a) d'un initiateur de polymérisation ; (c) agitation et chauffage du mélange sous atmosphère inerte;
(d) dissolution du mélange dans un minimum de solvant ;
(e) précipitation à froid des particules de verre biocompatible modifiées obtenues ;
(f) séchage des particules de verre biocompatible modifiées ;
ou modifiées par enrobage avec du chitosane comprenant les étapes de :
(a) préparation d'une solution à 1 % en acide acétique dans de l'eau déminéralisée ;
(b) préparation d'une solution, de préférence à 10g/L, de chitosane à partir de la solution obtenue à l'étape a) ;
(c) ajout des particules de verre biocompatible dans la solution obtenue à l'étape b) ; (d) agitation du mélange ;
(e) filtration du mélange et récupération des particules de verre biocompatible enrobées de chitosane;
(d) séchage des particules de verre biocompatible enrobées de chitosane.
Enfin, la présente invention concerne des particules de verre biocompatible modifiées comprenant des particules de verre biocompatible sur lesquelles sont greffés des polymères biorésorbables choisis parmi les alcools polyvinyliques et les polyesters aliphatiques ou comprenant des particules de verre biocompatible enrobées par un polymère biorésorbable choisi parmi les alcools polyvinyliques et les polyesters aliphatiques. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
La figure 1 représente les évolutions du module de conservation en fonction de la pulsation de fréquence, à 150°C, pour un temps de séjour de 30 secondes dans l'extrudeuse.
La figure 2 représente l'évolution du module de perte en fonction de la pulsation de fréquence, à 150°C, pour un temps de séjour de 30 secondes dans l'extrudeuse.
La figure 3 représente l'évolution de la viscosité dynamique complexe en fonction de la pulsation de fréquence, à 150°C, pour un temps de séjour de 30 secondes dans l'extrudeuse. La figure 4 représente des résultats d'analyse IRTF.
La figure 5 représente le suivi de l'évolution de la force axiale au cours du temps lors de l'opération d'extrusion des matériaux composites
DEFINITIONS
Le terme « biorésorbable » qualifie des matériaux susceptibles, après implantation dans l'organisme, d'être dégradés sous forme de produits simples, éliminés par les voies métaboliques. Les termes « particules de verre biocompatible» désignent des particules de verre compatibles avec les tissus biologiques. Les particules de verre compatibles avec les tissus biologiques n'induisent pas de rejet ou de toxicité et ne créent pas de lésion des tissus biologiques à leur contact. Les particules de verre biocompatible peuvent être biorésorbables. Elles sont capables de promouvoir l'ostéoconduction et/ou ostéointégration. De telles particules sont bien connues de l'homme du métier.
L'expression « particules de verre biocompatible modifiées » telle qu'utilisée dans la description de la présente invention désigne des particules de verre biocompatible présentant en surface des polymères biorésorbables.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION Matériau composite et procédé de préparation
La présente invention concerne un matériau composite comprenant une matrice polymère biorésorbable et des particules de verre biocompatible modifiées. La matrice polymère biorésorbable comprend typiquement au moins un polymère choisi parmi les polyesters aliphatiques. Des exemples de polyesters aliphatiques incluent le polyacide lactique (PLA), le poly(L-lactide) (PLLA), le poly(DL-lactide (PDLLA), le polyacide glycolide (PGA), le polycaprolactone (PCL), le polyacide lactique-co-glycolique (PLGA) et leur mélange. La masse molaire en masse des polymères varie généralement de 2.105 g/mol à 10e g/mol. Les polymères généralement utilisés comme matrice polymère dans les matériaux composites selon l'invention sont bien connus de l'homme du métier. En particulier, la matrice polymère biorésorbable peut être telle que décrite par Cao et al. (W. Cao, LL. Hench, Bioactive materials, Ceramics international, 1996, vol. 22, pp.493-507) ou Bonfield et al. (W. Bonfield, M. Wang, KE. Tanner, Interface in analogue Bone materials, Acta. Mater. Vol 46, 1998, pp. 2509-2518). Dans des modes de réalisations particuliers, la matrice polymère est un composite HAPEX® (composite d'hydroxyapatite et de polyethylène).
Les particules de verre biocompatible modifiées sont des particules de verre biocompatible présentant en surface des polymères biorésorbables. Les particules de verre biocompatible présentant en surface des polymères biorésorbables peuvent être des particules de verre biocompatible sur lesquelles sont greffés des polymères biorésorbables ou des particules de verre biocompatible enrobées par un polymère biorésorbable.
Les polymères biorésorbables sont typiquement choisis parmi les alcools polyvinyliques, les polyesters aliphatiques ou les polymères naturels.
Des exemples de polyesters aliphatiques incluent le polyacide lactique (PLA), le poly(L-lactide) (PLLA), le poly(DL-lactide (PDLLA), le polyacide glycolide (PGA), le polycaprolactone (PCL), le polyacide lactique-co-glycolique (PLGA) et leur mélange. Le PLA est tout particulièrement avantageux puisqu'il possède des propriétés anti-microbiennes.
Les polyesters aliphatiques utilisés pour cette application présentent généralement une masse molaire en masse allant de 2.105 g/mol à 10e g/mol.
Des exemples de polyesters aliphatiques incluent les produits de la gamme Resomer® fournis par Boehringer Ingelheim, Allemagne, en particulier les PDLLA de grade médical, tels que Resomer®LR 706 S et Resomer® LR 708.
Les polymères biorésorbables peuvent également être tels que décrits par Mathieu et al. (Processing of homogeneous ceramic/polymer blends for biorésorbable composites - L.M. Mathieu, P.-E. Bourban, J.-A.E. Manson - Composites Science and Technology 66 (2006) 1606-1614), Blaker et al. (Prématuré dégradation of poly(ct-hydroxyesters) during thermal processing of Bioglass®-containing composites - Jonny J. Blaker, Alexander Bismarck, Aldo R. Boccaccini, Anne M. Young, Showan N. Nazhat - Acta Biomaterialia 6 (2010) 756-762), Niemela et al. (Self-reinforced composites of bioabsorbable polymer and bioactive glass with différent bioactive glass contents. Part I: Initial mechanical properties and bioactivity - T. Niemela, H. Niiranen, M. Kellomaki, P. Tormala - Acta Biomaterialia 1 (2005) 235-242), Niemela et al. (Self-reinforced composites of bioabsorbable polymer and bioactive glass with différent bioactive glass contents. Part II: In vitro dégradation - Tiiu Niemela, Henna Niiranen, Minna Kellomaki - Acta Biomaterialia 4 (2008) 156-164) ou Hench et al. (LL. Hench, Bioceramics: from concept to clinic, Journal of the American Ceramic Society, 1991, vol 74, pp. 1487-1510).
D'autres exemples de polymères biorésorbables peuvent être tels que décrits dans US 5,716,413, US 5,977,204, US 6,344,496 B1 ou WO 200601853.
Des exemples de polymères naturels incluent les polysaccharides tels que le chitosane. Le chitosane est particulièrement avantageux puisqu'il exerce une activité biocide et présente une bonne biocompatibilité. De plus, le chitosane favorise l'ostéoconductivité. Les particules de verre biocompatible sont constituées principalement d'oxyde de silicium (Si02), d'oxyde de sodium (Na20), d'oxyde de calcium (CaO) et d'oxyde de phosphore (P205). Typiquement les particules de verre biocompatible comprennent de 30 à 60% ou de 35 à 55%, plus particulièrement 45% en poids de Si02, de 10 à 50%, ou de 20 à 30%, plus particulièrement 24,5 % en poids de CaO, de 5 à 40%, ou de 20 à 30%, plus particulièrement 24,5 % en poids de Na20 et de 1 à 15%, ou de 2 à 12%, plus particulièrement 6 % en poids de P205. En particulier, les particules de verre biocompatible peuvent comprendre 45% en poids de Si02, 24,5 % en poids de CaO, 24,5 % en poids de Na20 et 6 % en poids de P205. Un tel verre biocompatible est connu sous le nom de Bioverre 45S5 (Bioglass®).
Les particules de verre biocompatible peuvent être telles décrites dans US 5,716,413, US 5,977,204, US 6,344,496 B1 et WO 200601853.
Les particules de verre biocompatible ont typiquement une taille allant de 3,5 μηι à 0,5 mm. Les particules de verre biocompatible peuvent être sphériques ou non sphériques. Les particules de verre biocompatible modifiées peuvent être préparées par greffage de polymères biorésorbables à leur surface.
Dans un mode de réalisation particulier, les particules de verre biocompatible modifiées par greffage sont préparées par un procédé comprenant les étapes suivantes :
(a) mélange des particules de verre biocompatible avec des monomères constitutifs du polymère à greffer en milieu anhydre;
(b) ajout au mélange obtenu en a) d'un initiateur de polymérisation ;
(c) agitation et chauffage du mélange sous atmosphère inerte;
(d) dissolution du mélange dans un minimum de solvant ;
(e) précipitation à froid des particules de verre biocompatible modifiées ;
(f) séchage des particules de verre biocompatible modifiées.
Dans le procédé décrit ci-dessus, le greffage et la polymérisation sont réalisés de manière concomitante.
L'initiateur de polymérisation peut être choisi parmi les systèmes catalytiques couramment utilisés dans les domaines académiques et industriels, tels que l'octoate d'étain Sn(Oct)2 ou le tétrabutoxyde de titane Ti(OBu)4. Tout particulièrement, l'initiateur de polymérisation peut être l'octoate d'étain.
La concentration en initiateur de polymérisation varie typiquement de 0.5 % à 2 % molaire par rapport à la concentration molaire en monomères. Le mélange est typiquement chauffé à une température variant de 80 °C à 150°C, préférentiellement à 120°C. Le temps de chauffage varie généralement de 20 heures à 50 heures, il est préférentiellement de 48 heures. L'agitation et le chauffage sont réalisés sous atmosphère inerte, de préférence sous atmosphère d'azote.
A l'issue du temps réactionnel, le mélange est dissous dans un solvant adapté, typiquement du chloroforme. Les particules de verre biocompatible modifiées sont ensuite précipitées à froid, typiquement dans du méthanol.
Enfin, les particules de verre biocompatible sont séchées. Le séchage est de préférence réalisé sous vide à 40°C pendant 24 heures.
Tout particulièrement, les particules de verre biocompatible modifiées par greffage peuvent être préparées par un procédé comprenant les étapes suivantes :
(a) mélange des particules de verre biocompatible avec des monomères choisis parmi les monomères de L-lactide ou de D,L-lactide en milieu anhydre;
(b) ajout au mélange d'un initiateur de polymérisation, de préférence l'octoate d'étain ;
(c) agitation et chauffage à une température variant de 80 °C à 150°C, de préférence à 120°C, du mélange sous atmosphère d'azote pendant 20 à 50 heures, de préférence pendant 48 heures;
(d) dissolution du mélange dans un minimum de chloroforme ;
(e) précipitation à froid des particules de verre biocompatible modifiées dans le méthanol ;
(f) séchage des particules de verre biocompatible modifiées.
Le séchage est de préférence réalisé sous vide à 40°C pendant 24 heures. Les particules de verre biocompatible greffées de la présente invention présentent un taux de greffage pouvant aller jusqu'à 40%. Le taux de greffage moyen varie généralement de 30 % à 40%. Le taux de greffage est déterminé par analyse thermogravimétrique (ATG) et spectrométrie infrarouge par transformée de Fourrier (IRTF). Le greffage est confirmé qualitativement par dissolution du verre biocompatible enrobé/greffé dans du chloroforme et caractérisation par IRTF et ATG.
Des particules de verre biocompatible modifiées par greffage incluent tout particulièrement des particules de verre biocompatible sur lesquelles est greffé le poly(L-lactide) (PLLA) ou le poly(DL-lactide) (PDLLA). Les particules de verre biocompatible modifiées peuvent être préparées par enrobage de la surface des particules de verre biocompatible par un polymère biorésorbable.
Les particules de verre biocompatible sont de préférence enrobées par du chitosane.
L'enrobage est réalisé par un procédé comprenant les étapes suivantes :
(a) préparation d'une solution à 1 % en acide acétique dans de l'eau déminéralisée ;
(b) préparation d'une solution, de préférence à 10g/L, de chitosane à partir de la solution obtenue à l'étape a) ;
(c) ajout des particules de verre biocompatible dans la solution obtenue à l'étape b) ;
(d) agitation du mélange, de préférence agitation mécanique pendant au moins 15 min ;
(e) filtration du mélange et récupération des particules de verre biocompatible enrobées de chitosane;
(d) séchage des particules de verre biocompatible enrobées de chitosane.
Le séchage est de préférence réalisé sous vide à 40°C pendant 24 heures.
L'enrobage peut être caractérisé par microscopie électronique MEB et/ ou MET. Des particules de verre biocompatible entourées d'une couche micrométrique de chitosane sont ainsi obtenues.
Les particules de verre biocompatible modifiées de la présente invention sont utilisées pour préparer le matériau composite de la présente invention.
Le matériau composite de la présente invention comprend typiquement de 10% à 60 %, ou de 20% à 50% en masse de particules de verre biocompatible modifiées et de 40 à 90%, ou de 50 à 80% en masse d'une matrice polymère par rapport à la masse du matériau biocomposite.
Le matériau composite de la présente invention peut être obtenu par un procédé comprenant les étapes suivantes :
a) Mélange des particules de verre biocompatible modifiées avec le ou les polymère(s) constitutif(s) de la matrice polymère de manière à obtenir un mélange homogène,
b) Chauffage du mélange de manière à obtenir un mélange fluide sous atmosphère inerte ;
c) Coulage et refroidissement du mélange pour donner un matériau composite. Le ou les polymère(s) constitutif(s) de la matrice polymère sont typiquement sous forme de granules.
Le mélange est typiquement chauffé à une température variant de 150 à 180°C, de préférence à 150°C, pour obtenir un mélange fluide et stable. Le chauffage est maintenu pendant une période de 30 s à 5 min.
Le refroidissement peut être réalisé au moyen d'un circuit de fluide caloporteur, suivi d'un refroidissement à l'air.
Le matériau composite obtenu après coulage et refroidissement peut être broyé de manière à former des granules.
A l'état fondu, le matériau composite de la présente invention se distingue par une rhéologie dynamique distinctive.
Les figures 1 , 2 et 3 représentent respectivement les évolutions des modules de conservation, de perte et de la viscosité dynamique complexe en fonction de la pulsation de fréquence, à 150°C, pour un temps de séjour de 30 secondes dans l'extrudeuse.
Les résultats montrent que la mise en œuvre par voie fondue (extrusion) permet d'obtenir des matériaux composites présentant des propriétés supérieures à celles des matériaux composites obtenus par voie solvant : modules G' et G" plus élevés, viscosité complexe plus élevée.
II est également à noter que le greffage ou l'enrobage des particules de verre biocompatible permet d'obtenir des matériaux composites dont les propriétés viscoélastiques (modules, viscosités...) se rapprochent de celles de la matrice polymère biorésorbable, contrairement aux matériaux composites à base de particules de verre biocompatible non greffées ou non enrobées.
Le matériau composite de la présente invention présente l'avantage de ne pas se dégrader. Comme le montre la figure 4, l'interférogramme des matériaux composites à base de PLA et de 10% de particules de verre biocompatible non greffées ou non enrobées présente un pic à 1600 cm"1. Ce pic est révélateur d'une réaction de dégradation de la matrice selon le mécanisme :
RSîO- H R'CO, R"→ RSiOR" + R'CtT
~
En revanche, les interférogrammes des matériaux composites de la présente invention ne présentent aucun pic à 1600 cm"1. Cela signifie que le greffage ou l'enrobage des particules de verre biocompatible permet de contrer cette réaction de dégradation qui a lieu à l'interface entre le verre biocompatible et la matrice. Par ailleurs, les dispersions obtenues par voie fondue sont plus homogènes que celles obtenues par voie solvant.
Enfin, les composites de la présente invention présentent des modules de compression plus élevés que la matrice polymère biorésorbable.
Mise en forme du matériau composite
Le matériau composite de la présente invention, tout particulièrement lorsqu'il est sous forme de granule, peut être fondu et coulé dans un moule approprié pour former des dispositifs médicaux implantables.
Les dispositifs médicaux implantables comprenant un matériau composite de la présente invention sont utiles dans le domaine de l'orthopédie.
Ainsi, la présente invention concerne également un procédé de fabrication d'un dispositif médical implantable comprenant les étapes de :
a. Chauffage et moulage d'un matériau composite tel que décrit précédemment sous atmosphère inerte;
b. Refroidissement ;
c. Démoulage pour donner un dispositif médical implantable.
Le moulage est typiquement réalisé par extrusion. La température d'extrusion varie typiquement de 150 à 180°C, de préférence la température d'extrusion est de 150°C.
Le temps de séjour est optimisé et la mise en forme s'effectue en milieu inerte.
De manière alternative, le procédé de fabrication d'un dispositif médical implantable peut comprendre les étapes de :
a) Mélange des particules de verre biocompatible modifiées avec le ou les polymère(s) constitutif(s) de la matrice polymère de manière à obtenir un mélange homogène,
b) Chauffage du mélange de manière à obtenir un mélange fluide sous atmosphère inerte;
c) Moulage ;
d) Refroidissement et démoulage pour donner un dispositif médical implantable. Le moulage est typiquement réalisé par extrusion.
La température d'extrusion varie typiquement de 150 à 180°C, de préférence la température d'extrusion est de 150°C. La figure 5 montre que l'introduction de particules de verre biocompatible modifiées par greffage ou enrobage selon la présente invention dans la matrice polymère biorésorbable augmente la force axiale développée lors de l'extrusion. Sans enrobage ou greffage, les forces sont largement inférieures à celle de la matrice.
Les dispositifs médicaux implantables de la présente invention peuvent prendre des formes complexes. Des exemples de dispositifs médicaux implantables selon la présente invention incluent les vis, plaques, multicouche. Ces dispositifs médicaux implantables sont utiles pour des applications de réparation osseuse.
Les dispositifs médicaux implantables de la présente invention présentent une bonne résistance mécanique et ne présentent pas les inconvénients des dispositifs médicaux implantables préparés classiquement par voie fondue. EXEMPLES a. PDLLA +10%BVNT - voie sèche (voie fondue)
La préparation de ce mélange se fait directement dans l'extrudeuse. Après avoir choisi le profil de bivis adéquat, les particules de verre biocompatible 45S5® natif (10% en masse) sont mélangées avec les granules de PDLLA de manière à obtenir un mélange homogène. Les particules de verre biocompatible sont ajoutées à l'aide d'un doseur gravimétrique. La température de la matière est contrôlée à 150°C. La vitesse de rotation de l'extrudeuse est de 50 rpm et le temps de séjour de la matière est de 30 secondes. Le mélange est réalisé sous atmosphère inerte. Enfin, le mélange est refroidi une fois injecté in-situ dans le moule. a. PDLLA + 10% BVNT - voie solvant
Etape 1 : préparation des granules de mélange PDLLA+10% de particules de verre biocompatible (BV) dans le solvant
Dans un réacteur avec agitateur, les particules de verre biocompatible 45S5® (10% en masse) sont ajoutées à des granulés de PDLLA. L'ensemble est dispersé pendant 24 heures dans une solution de chloroforme ou l'acétone. Le solvant est ensuite évaporé à 40°C pendant 24 heures pour obtenir des granules de biocomposites PDLLA+10% de BV.
Etape 2 : injection des granules à chaud dans un moule Les granules préparés à l'étape 1 sont introduits dans un pot de transfert chauffé à 150°C et injectés ensuite dans un moule froid après 2 minutes de temps de séjour. b. PDLLA + 10% BV/PDLLA et PDLLA+ 10%BV/PLLA
Etape 1 : Greffage du PDLLA ou PLLA sur les particules de verre biocompatible (BV/PDLLA ou BV/PLLA)
Dans un tube de Schlenk, préalablement séché sous vide, les masses de L-lactide (pour greffer avec le PLLA) ou de D, L-lactide (pour greffer avec le PDLLA) et de particules de verre biocompatible souhaitées sont introduites. 2% molaire, par rapport à la concentration en monomère, d'octoate d'étain est ensuite ajouté. Le mélange réactionnel est placé sous balayage d'azote et sous agitation rapide à l'aide d'un barreau aimanté et d'un système d'agitation magnétique, à une température de 120°C pendant 48 heures sous atmosphère d'azote. A l'issue de ce temps, le mélange réactionnel est dissous dans un minimum de chloroforme et précipité à froid dans le méthanol (5 fois le volume de chloroforme). Les particules de verre biocompatible greffées sont collectées et séchées sous vide à 40°C pendant 24 heures. Etape 2 : Mise en forme des biocomposites par extrusion et injection moulage
Un échantillon de BV/ PDLLA ou BV/PLLA tel qu'obtenu à l'étape 1 est mélangé avec des granules de PDLLA de manière à ce que les particules de verre biocompatible greffées représentent 10% en masse du composite. Le mélange est réalisé au moyen d'un doseur gravimétrique. La température du mélange est maintenue à 150°C. La vitesse de rotation de l'extrudeuse est de 50 rpm et le temps de séjour de la matière est de 30 secondes. Le mélange est réalisé sous atmosphère inerte. Enfin, le mélange est refroidi après injection in-situ dans un moule. c. PDLLA + 10%BV/CTN
Etape 1 : Enrobage des particules de verre biocompatible par le chitosane (BV/CTN)
Une solution d'eau déminéralisée contenant 1 % d'acide acétique est préparée. A partir de cette solution est préparée immédiatement une solution à 10g/L de chitosane (afin d'éviter toute évaporation du solvant et percolation de chitosane). Les particules de verre biocompatible 45S5 ® (10% en masse) sont ensuite ajoutées à cette dernière solution. L'ensemble est agité mécaniquement pendant 15 minutes et ensuite filtré sous vide. Les particules de verre biocompatible enrobées de chitosane sont collectées et séchées sous vide à 40°C pendant 24 heures.
Etape 2 : Mise en forme des biocomposites par extrusion et injection moulage
Un échantillon de BV/CTN tel qu'obtenu à l'étape 1 précédente est mélangé avec des granules de PDLLA de manière à ce que les particules de verre biocompatible enrobées représentent 10% en masse du composite. Le mélange est réalisé au moyen d'un doseur gravimétrique. La température du mélange est maintenue à 150°C. La vitesse de rotation de l'extrudeuse est de 50 rpm et le temps de séjour de la matière est de 30 secondes. Le mélange est réalisé sous atmosphère inerte. Enfin, le mélange est refroidi après injection in-situ dans un moule.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Procédé de préparation d'un matériau composite comprenant une matrice polymère biorésorbable et des particules de verre biocompatible modifiées, ledit procédé comprenant les étapes suivantes :
a) mélange de particules de verre biocompatible modifiées avec le ou les polymère(s) constitutif(s) de la matrice polymère biorésorbable de manière à obtenir un mélange homogène, lesdites particules de verre biocompatible modifiées étant des particules de verre biocompatible présentant en surface des polymères biorésorbables ;
b) Chauffage du mélange obtenu à l'étape a) sous atmosphère inerte de manière à obtenir un mélange fluide;
c) Coulage et refroidissement du mélange pour donner ledit matériau composite.
2. Procédé de préparation d'un matériau composite selon la revendication 1 dans lequel les particules de verre biocompatible présentant en surface des polymères biorésorbables sont des particules de verre biocompatible sur lesquelles sont greffés des polymères biorésorbables ou des particules de verre biocompatible enrobées par un polymère biorésorbable.
3. Procédé de préparation d'un matériau composite selon la revendication 2 dans lequel les polymères biorésorbables greffés sur les particules de verre biocompatible sont choisis parmi le polyacide lactique (PLA), le poly(L-lactide) (PLLA), le poly(DL-lactide (PDLLA), le polyacide glycolide (PGA), le polycaprolactone (PCL), le polyacide lactique-co-glycolique (PLGA) et leur mélange.
4. Procédé de préparation d'un matériau composite selon l'une des revendications précédentes dans lequel le polymère constitutif de la matrice polymère est choisi parmi le polyacide lactique (PLA), le poly(L-lactide) (PLLA), le poly(DL-lactide (PDLLA), le polyacide glycolide (PGA), le polycaprolactone (PCL), le polyacide lactique-co-glycolique (PLGA) et leur mélange.
5. Procédé de préparation d'un matériau composite selon l'une des revendications 2 ou 4 dans lequel le polymère biorésorbable enrobant les particules de verre biocompatible est le chitosane.
6. Procédé de préparation d'un matériau composite selon l'une des revendications 2 à 4 dans lequel les polymères biorésorbables greffés sur les particules de verre biocompatible sont le PDLLA ou le PLLA et le polymère constitutif de la matrice polymère est le polyacide lactique (PLA).
7. Procédé de préparation d'un matériau composite selon l'une des revendications précédentes dans lequel matériau composite comprend de 10% à 60% en masse de particules de verre biocompatible modifiées et de 40 à 90% en masse de matrice polymère.
8. Procédé de préparation de particules de verre biocompatible modifiées par greffage de polymères biorésorbables, ledit procédé comprenant les étapes de :
(a) mélange de particules de verre biocompatible avec des monomères constitutifs des polymères biorésorbables en milieu anhydre;
(b) ajout au mélange obtenu à l'étape a) d'un initiateur de polymérisation ;
(c) agitation et chauffage du mélange sous atmosphère inerte;
(d) dissolution du mélange dans un minimum de solvant ;
(e) précipitation à froid des particules de verre biocompatible modifiées obtenues ;
(f) séchage des particules de verre biocompatible modifiées.
9. Procédé de préparation de particules de verre biocompatible modifiées par enrobage avec du chitosane comprenant les étapes de :
(a) préparation d'une solution à 1 % en acide acétique dans de l'eau déminéralisée ;
(b) préparation d'une solution, de préférence à 10g/L, de chitosane à partir de la solution obtenue à l'étape a) ;
(c) ajout des particules de verre biocompatible dans la solution obtenue à l'étape b) ;
(d) agitation du mélange ;
(e) filtration du mélange et récupération des particules de verre biocompatible enrobées de chitosane;
(d) séchage des particules de verre biocompatible enrobées de chitosane.
10. Particules de verre biocompatible modifiées comprenant des particules de verre biocompatible sur lesquelles sont greffés des polymères biorésorbables choisis parmi les alcools polyvinyliques et les polyesters aliphatiques ou comprenant des particules de verre biocompatible enrobées par un polymère biorésorbable choisi parmi les alcools polyvinyliques et les polyesters aliphatiques.
1 1 . Matériau composite susceptible d'être obtenu par le procédé d'une des revendications 1 à 7.
12. Dispositif médical implantable comprenant un matériau composite selon la revendication 1 1 , de préférence choisi parmi les vis, plaques et multicouches.
13. Procédé de fabrication d'un dispositif médical implantable caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de :
a) Chauffage et moulage d'un matériau composite selon la revendication 1 1 sous atmosphère inerte,
b) Refroidissement ;
c) Démoulage pour obtenir ledit dispositif médical implantable.
14. Procédé de fabrication d'un dispositif médical implantable caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de :
a) mélange de particules de verre biocompatible modifiées avec le, ou les, polymère(s) constitutif(s) de la matrice polymère biorésorbable de manière à obtenir un mélange homogène, lesdites particules de verre biocompatible modifiées étant des particules de verre biocompatible sur lesquelles sont greffés des polymères biorésorbables ou des particules de verre biocompatible enrobées par un polymère biorésorbable,
b) Chauffage du mélange obtenu à l'étape a) sous atmosphère inerte de manière à obtenir un mélange fluide;
c) Moulage ;
d) Refroidissement et démoulage du mélange pour obtenir ledit dispositif médical implantable.
15. Procédé de fabrication d'un dispositif médical implantable selon la revendication 13 dans lequel le moulage est réalisé par extrusion.
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