FR2748736A1 - Conditionnements d'echantillons biologiques - Google Patents

Abstract

Un conditionnement pour la conservation cryogénique d'un échantillon biologique, tel qu'un embryon, comprend une paillette (1) contenant l'échantillon, avec une gaine extérieure (6) qui est configurée de façon à supporter la paillette à l'intérieur de celle-ci. En un emplacement (4) approprié, la gaine est configurée de façon à être en relation de transfert thermique avec la paillette pour des objectifs d'ensemencement.

Description

CONDITIONNEMENTS D'ÉCHANTILLONS BIOLOGIOUES

La présente invention porte sur des récipients pour contenir une matière telle que des échantillons biologiques, par exemple des embryons, des oocytes, des spermatozoïdes, etc., de tels récipients étant appropriés pour être utilisés dans la conservation cryogénique des échantillons. Pour la conservation cryogénique, une matière biologique de ce type est, de façon classique, refroidie de la température ambiante jusqu'à, par exemple, la température de l'azote liquide, souvent par l'utilisation de ce que l'on appelle des "congélateurs à vitesse contrôlée". Pour cet objectif, les échantillons, conjointement avec les milieux liquides, sont normalement contenus dans des tubes en matière plastique à alésage étroit (par exemple faits de composites de polypropylène ou polyéthylène ou similaires), connus de façon courante comme étant des paillettes. A l'achèvement du mode opératoire, les paillettes avec leurs charges sont transférées dans l'azote liquide ou dans d'autres récipients de stockage à basse température, dans lesquels elles peuvent être conservées pendant des périodes

de temps prolongées.

Les personnes travaillant dans le domaine ont plus récemment été alertées des risques de contamination, dans l'un et l'autre sens, entre l'échantillon (ou sa paillette support) et l'environnement du congélateur ou du récipient de stockage. En particulier, les craintes sont croissantes des dangers présentés par la contamination par les virus de l'hépatite C ou B, HIV et autres. Une bonne pratique moderne demande donc dans de nombreux cas que, pour des raisons de sécurité, l'échantillon soit en double enveloppe, de telle sorte que la paillette soit, par exemple, enveloppée dans une quelconque sorte de boîtier extérieur ou

enveloppe extérieure.

En remplissant cette dernière exigence, il y a lieu de prendre en compte ce que l'on appelle les modes opératoires d'ensemencement, c'est-à-dire, des méthodes standards d'induction d'une cristallisation à une température pré-établie, habituellement proche du point de congélation de l'eau, pendant le processus de refroidissement. Ceci est normalement effectué par refroidissement local momentané en une position choisie (ou "emplacement d'ensemencement") le long de la longueur de la paillette. Ce refroidissement est obtenu de façon typique par contact avec un moyen d'ensemencement, telle qu'une sonde, une enclume ou des languettes métalliques refroidies, ou un jet local de gaz réfrigérant. Le moyen d'ensemencement fait habituellement contact avec la paillette en un point éloigné de la position de l'échantillon biologique à l'intérieur de la paillette, pour éviter d'endommager ce dernier. L'objectif du mode opératoire d'ensemencement est d'induire une cristallisation progressive, contrôlée, à l'intérieur du liquide, et d'éviter une surfusion avec, en conséquence, une cristallisation soudaine et violente, nuisible pour l'échantillon. Etant donné que les modes opératoires d'ensemencement sont souvent effectués in situ à l'intérieur de la chambre de refroidissement (automatiquement ou à la main), la rigidité et le positionnement de la paillette et son montage dans la chambre peuvent être des facteurs importants. Le choix de l'emplacement d'ensemencement est habituellement effectué par

l'utilisateur.

La disposition de la double enveloppe pour la paillette est, par conséquent, gouvernée par les considérations d'assurer un bon contact thermique entre le moyen d'ensemencement et le liquide à l'intérieur de la paillette; une rigidité de l'ensemble; et une facilité de manipulation finale des paillettes pour un stockage sur une longue durée, par exemple dans des récipients de stockage à basse température. L'une des solutions possibles, un sac extérieur lâche de film de matière plastique flexible, est trouvée comme ne convenant pas en ce qui concerne la rigidité et la facilité de manipulation, et en ce qui concerne la conductivité thermique habituellement associée

à de telles matières flexibles.

C'est un objectif de la présente invention que de proposer un conditionnement, ou un récipient, qui fournisse une protection par double enveloppe autour de la paillette (ou autre support), permettant un bon contact thermique pour des objectifs d'ensemencement, couplé avec une bonne rigidité et une facilité de manipulation pendant un processus de congélation contrôlé et un stockage ultérieur

de longue durée dans des conditions cryogéniques.

Un autre objectif est de proposer un tel conditionnement qui puisse être réalisé de façon à fournir à l'utilisateur un choix satisfaisant d'emplacements d'ensemencement. Conformément à la présente invention, dans un conditionnement pour la conservation cryogénique d'un échantillon biologique et comprenant une paillette pour contenir l'échantillon, le conditionnement comprend en outre une gaine extérieure contenant la paillette supportée à l'intérieur de la gaine, la gaine étant en relation de transfert thermique avec la paillette dans au moins un emplacement le long de la paillette, la gaine étant

suffisamment rigide pour maintenir ladite relation.

La gaine, est de préférence, en contact direct avec la paillette dans ledit emplacement ou lesdits emplacements. Dans certains modes de réalisation de l'invention, la gaine est généralement cylindrique et coaxiale avec la paillette. Cependant, n'importe quelle forme en coupe transversale commode peut être choisie pour la gaine:

ainsi, elle peut être, par exemple, ovale ou triangulaire.

A cet égard, dans certains modes de réalisation de l'invention, la gaine est généralement polygonale en section transversale sur au moins une partie de sa longueur, étant en contact sensiblement linéaire avec la paillette le long de chaque côté du polygone. Dans ces modes de réalisation, la gaine est, de préférence, de section triangulaire, de telle sorte qu'elle supporte la paillette en relation de transfert thermique avec cette dernière, le long d'au moins une partie, et, de préférence, de la totalité, de la longueur de la paillette le long de trois lignes, donnant à la paillette un support à trois pieds. Avec cette disposition, la dimension globale du conditionnement est rendue minimale, ce qui est avantageux par le fait que le nombre d'échantillons qui peut être stocké dans des conditions cryogéniques dans un récipient d'une dimension

donnée est rendue maximal.

Cependant, le polygone définissant la section

transversale de la gaine pourra par exemple, être un carré.

Une gaine polygonale fournit des surfaces extérieures plates sur lesquelles des codes d'identification, tels que des codes barres ou similaires, peuvent facilement être appliqués. Elle donne également à l'utilisateur un large choix d'emplacements pour l'application

des moyens d'ensemencement.

Si la gaine est de section transversale circulaire ou autrement non polygonale, la dimension transversale globale de la gaine (par exemple son diamètre) peut être rendue sensiblement plus grande que le diamètre de la paillette. Dans la plupart des cas, ceci permet à la paillette d'avoir une surface suffisamment grande pour l'application commode de codes d'identification, tels qu'ils sont mentionnés ci-dessus. Les paillettes classiques sont d'un petit diamètre tel qu'il n'est habituellement pas réalisable d'appliquer des codes d'identification sur les paillettes elles-mêmes, ce qui est un inconvénient très

important.

Conformément à une caractéristique préférée de l'invention, si la gaine est en contact direct avec la paillette dans ledit emplacement ou lesdits emplacements, la gaine a au moins un renfoncement se projetant vers l'intérieur à partir de sa périphérie en contact avec la paillette. Le terme "renfoncement" doit être entendu comme signifiant n'importe quelle partie de la paroi de la gaine qui s'étend vers l'intérieur vers la paillette de façon à définir une dimension transversale (par exemple diamètre ou rayon si la gaine est de section circulaire) qui est réduite

par comparaison avec d'autres parties de la gaine.

De préférence, les renfoncements sont disposés de façon à supporter la paillette à l'encontre de tout

mouvement latéral à l'intérieur de la gaine.

Il peut y avoir un ou plusieurs desdits renfoncements, et ils peuvent revêtir n'importe quelle forme appropriée. Par exemple, au moins l'un desdits renfoncements peut définir une rainure périphérique dans la paroi de la gaine, orientée sensiblement à angle droit par rapport à l'axe de la paillette. Ainsi, si la gaine est généralement cylindrique, la rainure périphérique est une

rainure annulaire.

Dans une autre version, la paroi de la gaine définit, en section axiale, une courbe sinueuse continue, de telle sorte que la paroi de la gaine est ondulée, avec des "plats" alternant avec une pluralité de rainures périphériques analogues à celles de la version mentionnée ci- dessus, toutes ces rainures étant en contact avec la paillette à travers la surface interne de la paroi de la gaine. Chaque rainure périphérique fournit ainsi un

emplacement d'ensemencement possible.

Dans encore une autre version, les renfoncements peuvent, au lieu de s'étendre autour de la totalité du périmètre de la gaine, comme dans les versions mentionnées ci-dessus, être des zones en creux locales dans la paroi de

la gaine.

Conformément à une autre caractéristique préférée de l'invention, si le conditionnement est de cette sorte, la gaine a au moins deux paires desdites zones en creux locales, lesdites paires étant espacées longitudinalement l'une de l'autres, les zones en creux de chaque paire étant opposées transversalement l'une par rapport à l'autre et au moins l'une desdites paires étant décalée angulairement d'une

autre paire par rapport à l'axe de la paillette.

Dans encore une autre version, la gaine comporte une rainure hélicoïdale, avec la surface interne de la paroi de la gaine engageant la paillette le long de la base de la rainure hélicoïdale. Dans cette version, la rainure hélicoidale constitue un renfoncement unique dans le sens défini ci-dessus, et un ensemencement peut être effectué à n'importe quelle position désirée le long de la base de la rainure. Les modes de réalisation de l'invention dans lesquels la gaine est polygonale ou a une rainure hélicoïdale sont des exemples du cas o, dans un conditionnement conforme à l'invention, la gaine est en contact direct avec la paillette sur au moins une proportion substantielle de la longueur de la paillette. Ceci a l'avantage de donner un très large choix d'emplacements

d'ensemencement le long de la longueur de la paillette.

Dans tous les cas, la paillette est maintenue de façon sûre et rigide à l'intérieur de la gaine par lesdits renfoncements ou resserrements, ou par les parois du polygone tel qu'un triangle. La zone de contact entre la gaine et la paillette fournit ainsi l'emplacement, qui sera habituellement choisi de façon à être éloigné de l'échantillon, pour l'application de la sonde d'ensemencement à basse température ou autres moyens d'ensemencement à basse température. Un contact étroit entre la gaine et la

paillette assure un bon contact thermique pour cet objectif.

La gaine peut consister en une matière identique à celle de la paillette, et est, de préférence, thermoscellée à chaque extrémité, pour fournir une sécurité

pour l'échantillon et l'environnement.

La zone ou les zones de la gaine qui sont appropriées pour le contact avec les moyens d'ensemencement peuvent avoir une matière thermiquement conductrice supplémentaire, par exemple un garnissage d'une matière thermiquement conductrice, par exemple sous la forme d'un filet métallique ou d'une bande métallique, ou d'une résine chargée en métal sur l'extérieur de la gaine, améliorant

ainsi le contact thermique.

Dans encore une autre version d'un conditionnement conforme à l'invention, au moins un élément thermiquement conducteur est interposé entre la gaine et la paillette pour supporter la paillette et fournir un chemin pour la chaleur entre la paillette et la gaine. Ainsi, la gaine est ici dotée, par exemple, d'une bague étroite intérieure d'un conducteur thermique, par exemple d'une résine chargée en métal ou d'une couche métallique déposée, située de façon éloignée par rapport à l'échantillon, dans une ou plusieurs positions o un contact final pour l'ensemencement est en vue. De cette manière, les renfoncements ou resserrements ne sont pas nécessaires, l'intervalle d'air entre la

paillette et la gaine étant ponté par la bande conductrice.

Des modes de réalisation préférés de l'invention vont maintenant être décrits, à titre d'exemple non limitatif seulement et avec référence aux dessins annexés sur lesquels: - la Figure 1 est une élévation en coupe axiale montrant une paillette typique utilisée pour congeler des embryons; - les Figure 2, 3 et 4 sont des élévations simplifiées en coupe axiale de trois différents modes de réalisation d'un conditionnement conforme à l'invention; - la Figure 5 est une élévation extérieure d'un conditionnement dans encore un autre mode de réalisation de l'invention; la Figure 6 est une élévation latérale agrandie montrant une partie d'un conditionnement dans encore un autre mode de réalisation de l'invention; la Figure 7 est une coupe transversale selon la ligne VII-VII de la Figure 6; - la Figure 8 est une élévation latérale en coupe axiale d'un conditionnement dans encore un autre mode de réalisation de l'invention; et - la Figure 9 est une coupe transversale selon la ligne

IX-IX de la Figure 8.

I1 est tout d'abord fait référence à la Figure 1, dans laquelle la paillette 1 contient l'embryon 2, entouré par un mélange 20 d'un milieu fluide de conservation approprié avec un cryo-protecteur, avec un tampon 22 du même milieu par lui-même de l'un et l'autre côté de l'échantillon 2. Des bulles d'air 3 sont introduites dans le processus de remplissage. La paillette est fermée à son extrémité par un scellement étanche 5. Des positions alternatives de contact, par exemple avec des languettes refroidies, pour des objectifs d'ensemencement tels que décrits ci-dessus,

sont indiquées en 4.

Le conditionnement représenté sur la Figure 2 comprend une gaine extérieure 6, scellée de n'importe quelle manière appropriée à ses extrémités 24 et contenant la paillette 1. La gaine 6 consiste en une paroi généralement cylindrique, comportant deux renfoncements ou resserrements 26 définissant des rainures annulaires tournées vers l'extérieur. La base de chaque resserrement 26 est engagée contre la paillette 1, en contact direct avec cette dernière, dans les emplacements 4 de façon à supporter la paillette coaxialement à l'intérieur de la gaine 6, à l'encontre de tout mouvement latéral à l'intérieur de cette

dernière.

Deux emplacements alternatifs 4 sont ainsi fournis dans cet exemple pour le contact avec la sonde d'ensemencement ou autre moyen d'ensemencement, assurant ainsi un bon transfert thermique. Les resserrements 26 peuvent être formés pendant la fabrication de la gaine, de n'importe quelle manière appropriée, par exemple par chauffage et application de tension localisés. La fermeture et le scellement, par exemple le thermoscellement, des extrémités 24 sont facultatives, mais préférables, fournissant ainsi une protection pour la paillette et l'environnement. Le diamètre externe de la paillette est typiquement de l'ordre de 2 mm, avec une épaisseur de paroi

par exemple de 0,15 mm.

Le diamètre de la gaine 6 peut être de l'ordre de 4 mm. Il serait possible de ne prévoir qu'un seul resserrement 26 dans le tube externe si seulement un emplacement pour l'ensemencement est requis. Cependant, la paillette 1 serait alors maintenue de façon moins rigide et, ne serait-ce que pour cette raison, deux resserrements sont préférés. La Figure 2 représente, dans la base de l'une des rainures 26, une couche métallisée 28 sur l'extérieur de la paroi de la gaine, pour améliorer le transfert thermique pour les objectifs d'ensemencement avec la zone 4 de la paillette 1. N'importe quel autre moyen approprié pour améliorer le transfert thermique avec la paillette et son contenu dans les zones d'ensemencement 4 peut naturellement être utilisé à la place, si une telle matière thermiquement conductrice supplémentaire est naturellement requise en quoi que ce soit. Par exemple, une bande de feuille métallique peut être appliquée autour de la base de la rainure; un revêtement métallisé ou une bande de feuille de métal peut être appliqué sur la totalité ou une partie de la surface intérieure de la paroi de la gaine, comprenant au moins ce point; etc. Le revêtement métallisé consiste typiquement en une matière de résine chargée en métal, disponible dans le commerce. Ces divers moyens pour augmenter la conductivité thermique sont également applicables dans les autres modes de réalisation qui vont maintenant être décrits, dans la totalité desquels le processus d'ensemencement met en jeu un passage de chaleur à travers

la paroi de la gaine.

Sur la Figure 3, la paroi de la gaine est ondulée de façon à définir, dans la section axiale de la Figure 3, une courbe sinueuse continue ayant un plus grand nombre de renfoncements 26, donnant ainsi un choix plus large d'emplacements d'ensemencement possibles. La configuration de la gaine 7 fournit une rigidité de position améliorée pour la paillette 1. Cette forme ondulée de tube peut être

produite par des méthodes de formage classiques.

La Figure 4 représente un conditionnement comprenant une gaine cylindrique 10 sans de tels renfoncements. Deux éléments pontants annulaires 11 de ciment thermiquement conducteur sont appliqués sur l'intérieur de la paroi de la gaine 1, en des emplacements d'ensemencement 4. Les éléments pontants 11 supportent la paillette à l'intérieur de la gaine 10 et fournissent le

chemin pour la chaleur pour les objectifs d'ensemencement.

Le ciment thermiquement conducteur peut, par exemple, consister en un composite d'une poudre conductrice dans une

matrice d'une résine de polymère appropriée.

Sur la Figure 5, la gaine, 30, présente un seul renfoncement ou resserrement sous la forme d'une rainure hélicoidale 32, dont la base 34 fournit, à travers la surface intérieure de la paroi de la gaine le long de la base 34, un contact continu avec la paillette 1 à l'intérieur de la gaine 30. Ici, il y a un choix d'emplacements d'ensemencement possibles encore plus large

que dans l'exemple représenté sur la Figure 3.

Les Figures 6 et 7 représentent un exemple d'un conditionnement dans lequel la gaine, 36, n'est pas cylindrique, étant dans ce cas de section transversale triangulaire sur au moins la partie de sa longueur qui comprend les parties correspondant aux emplacements d'ensemencement 4 de la paillette 1. En pratique, la gaine 36 peut être entièrement de section transversale triangulaire et formée par extrusion. Comme avant, ses extrémités 24 peuvent être fermées et thermoscellées. Les dimensions de la gaine sont telles que ses trois côtés 38 engagent la paillette 1 par un support à trois pieds le long de lignes longitudinales dans les positions indiquées en 40 sur la Figure 7. L'utilisateur peut choisir un emplacement d'ensemencement n'importe o le long de ces lignes, et, pour cet objectif, une matière thermiquement conductrice supplémentaire, sous n'importe quelle forme appropriée telle que discutée ci-dessus avec référence à la Figure 2, par exemple un revêtement métallisé externe ou interne, peut être prévue. Purement a titre d'exemple, la Figure 6 représente cette matière sous la forme de bandes 28

appliquées sur les côtés 38, sur les lignes de contact 40.

Les Figures 8 et 9 représentent une autre version d'un conditionnement avec une gaine cylindrique, 50. Ici, deux emplacements d'ensemencement possibles 4 sont prévus, dans la région desquels la gaine 50 comporte respectivement une première paire de renfoncements 52 et une seconde paire de renfoncements 54. La base de chaque renfoncement 52 et 54 engage la paillette 1. Les renfoncements 52, 54 se présentent sous la forme de zones en creux locales ou cratères dans la paroi de la gaine. Les deux cratères 52 sont diamétralement opposés l'un à l'autre, comme le sont les deux cratères 54, les deux paires de cratères étant espacées longitudinalement. Comme on peut mieux le voir sur la Figure 9, les plans de symétrie respectifs X et Y des paires de cratères 52 et 54 sont décalés angulairement par rapport

à l'axe de la paillette, dans cet exemple, de 90 degrés.

Claims (14)

REVENDICATIONS

1 - Conditionnement pour la conservation cryogénique d'un échantillon biologique et comprenant une paillette (1) destinée a contenir l'échantillon, caractérisé par le fait que le conditionnement comprend en outre une gaine extérieure (6, 7, 10, 30, 36, 50) contenant la paillette supportée à l'intérieur de la gaine, la gaine étant en relation de transfert thermique avec la paillette dans au moins un emplacement (4) le long de la paillette, la gaine étant suffisamment rigide pour maintenir ladite relation. 2 - Conditionnement selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la gaine (6, 7, 30, 36, 50) est en contact direct avec la paillette (1) dans ledit

emplacement ou lesdits emplacements (4).

3 - Conditionnement selon l'une des revendications

1 et 2, caractérisé par le fait que la gaine (6, 7, 10, 30, ) est généralement cylindrique et coaxiale avec la

paillette (1).

4 - Conditionnement selon l'une des revendications

2 ou 3, caractérisé par le fait que la gaine (6, 7, 30, 50) a au moins un renfoncement (26, 32, 52, 54) se projetant vers l'intérieur à partir de sa périphérie en contact avec

la paillette (1).

5 - Conditionnement selon la revendication 4, ayant une pluralité desdits renfoncements, caractérisé par le fait que les renfoncements (26, 32, 52, 54) sont disposés de façon à supporter la paillette (1) à l'encontre de tout

mouvement latéral à l'intérieur de la gaine.

6 - Conditionnement selon la revendication 5, caractérisé par le fait qu'au moins l'un desdits renfoncements (26) définit une rainure périphérique dans la paroi de la gaine, orientée sensiblement à angle droit par

rapport à l'axe de la paillette.

7 - Conditionnement selon la revendication 6, caractérisé par le fait que la paroi de la gaine (7)

définit, en section axiale, une courbe sinueuse continue.

8 - Conditionnement selon la revendication 5, caractérisé par le fait que les renfoncements (52, 54) sont

des zones en creux locales dans la paroi de la gaine (50).

9 - Conditionnement selon la revendication 8, caractérisé par le fait que la gaine (50) a au moins deux paires (52,54) desdites zones en creux locales, lesdites paires étant espacées longitudinalement l'une de l'autre, les zones en creux de chaque paire étant opposées transversalement l'une par rapport à l'autre et au moins l'une desdites paires (52) étant décalée angulairement d'une autre

paire (54) par rapport à l'axe de la paillette.

10 - Conditionnement selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la gaine (30, 36) est en contact direct avec la paillette (1) sur au moins une proportion

substantielle de la longueur de la paillette.

11 - Conditionnement selon la revendication 10, caractérisé par le fait que la gaine (30) comporte une rainure hélicoïdale (32), la surface intérieure de la paroi de la gaine engageant la paillette (1) le long de la base

(34) de la rainure hélicoïdale.

12 - Conditionnement selon la revendication 10, caractérisé par le fait que la gaine (36) est généralement polygonale en section transversale sur au moins une partie de sa longueur, étant en contact sensiblement linéaire avec

la paillette (1) le long de chaque côté (38) du polygone.

13 - Conditionnement selon la revendication 12,

caractérisé par le fait que le polygone est un triangle.

14 - Conditionnement selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'au moins un élément thermiquement conducteur (11) est interposé entre la gaine (10) et la paillette (1) pour supporter la paillette et fournir un

chemin pour la chaleur entre la paillette et la gaine.

- Conditionnement selon l'une quelconque des

revendications 1 à 14, caractérisé par le fait que la gaine

(16) comprend, dans une zone de celle-ci dans le ou chaque emplacement précité en relation de transfert thermique avec la paillette (1), une matière thermiquement conductrice

supplémentaire (28).

16 - Conditionnement selon l'une quelconque des

revendications 1 à 15, caractérisé par le fait que les

extrémités (24) de la gaine (6, 7, 10, 30, 36, 50) sont scellées.