FR2811590A1 - HOLLOW POLYMERIC PARTICLE FOR THE ENCAPSULATION OF SUBSTANCES, AUTOMATED MANUFACTURING METHODS AND DEVICE - Google Patents
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Abstract
Description
II
PARTICULE POLYMERIQUE CREUSEHOLLOW POLYMERIC PARTICLE
DESTINÉE À L'ENCAPSULATION DE SUBSTANCES, FOR THE ENCAPSULATION OF SUBSTANCES,
PROCÉDÉS ET DISPOSITIF AUTOMATISÉ DE FABRICATION AUTOMATED MANUFACTURING METHODS AND DEVICE
La présente invention concerne des particules creuses destinées à l'encapsulation de substances chimiques ou biologiques, un procédé de fabrication desdites particules creuses et un procédé d'encapsulation de substances dans lesdites particules creuses réalisable à l'aide The present invention relates to hollow particles intended for the encapsulation of chemical or biological substances, a method of manufacturing said hollow particles and a method of encapsulation of substances in said hollow particles which can be carried out using
d'un appareil automatisé.of an automated device.
Un médicament peut être caractérisé par la nature de son principe actif et sa forme galénique. A drug can be characterized by the nature of its active ingredient and its dosage form.
Cette dernière a un effet important sur l'action thérapeutique du médicament en modifiant l'intensité et la cinétique d'activité du principe actif. Les formes galéniques traditionnelles telles que les comprimés, les solutés buvables ou injectables, les crèmes, etc..., permettent de contrôler le passage du principe actif dans la circulation sanguine de l'organisme. Mais une fois dans la circulation sanguine, la molécule active n'est plus contrôlée: sa distribution est cinétiquement et quantitativement dépendante de facteurs tels que le degré d'affinité de la molécule pour chaque tissu ou organe ou du flux sanguin irriguant les organes cibles. Les molécules actives sont incapables de discerner les sites spécifiques auxquels elles sont destinées, provoquant l'apparition d'effets secondaires et limitant leur emploi dans certaines thérapies. Depuis une vingtaine d'années les progrès de la recherche galénique et bio-pharmaceutique ont permis de proposer plusieurs solutions pour mieux contrôler le devenir des molécules actives dans l'organisme. Une de ces solutions consiste à encapsuler les principes actifs dans des particules de taille microscopique ou macroscopique. Cette stratégie s'est avérée jusqu'à The latter has an important effect on the therapeutic action of the drug by modifying the intensity and kinetics of activity of the active ingredient. Traditional dosage forms such as tablets, oral or injectable solutions, creams, etc., make it possible to control the passage of the active principle in the body's blood circulation. But once in the bloodstream, the active molecule is no longer controlled: its distribution is kinetically and quantitatively dependent on factors such as the degree of affinity of the molecule for each tissue or organ or the blood flow supplying the target organs. The active molecules are unable to discern the specific sites for which they are intended, causing the appearance of side effects and limiting their use in certain therapies. For the past twenty years, advances in pharmaceutical and bio-pharmaceutical research have made it possible to offer several solutions to better control the fate of active molecules in the body. One of these solutions consists in encapsulating the active principles in particles of microscopic or macroscopic size. This strategy has proven to be
présent la plus intéressante et la plus prometteuse. most interesting and promising present.
Des systèmes de délivrance variés utilisant des micro ou des macroparticules ont été proposés. Ils reposent sur le principe de l'encapsulation de molécules actives dans des matrices en général polymériques (R. Arshady, 1999, "Microspheres, microcapsules and Various delivery systems using micro or macroparticles have been proposed. They are based on the principle of encapsulation of active molecules in generally polymeric matrices (R. Arshady, 1999, "Microspheres, microcapsules and
liposomes", MML Series, R. Arshaby Ed.). liposomes ", MML Series, R. Arshaby Ed.).
Une méthode consiste à piéger le principe actif dans un réseau polymérique en réalisant une One method consists in trapping the active principle in a polymer network by carrying out a
réaction de polymérisation en présence du principe actif On parle alors de pré-chargement. polymerization reaction in the presence of the active principle We then speak of pre-loading.
Les procédés permettant de préparer de telles particules polymériques sont bien connus de l'homme de l'art. Ils mettent en oeuvre des réactions chimiques, thermiques ou électrochimiques dont les conditions opératoires sont dictées par la nécessité de réaliser la polymérisation de la matrice porteuse. Cependant la plupart des principes actifs présentent une instabilité chimique et thermique importante et incompatible avec les conditions de polymérisation, qui engendrent une diminution de la fonctionnalité de la molécule active ou même sa dégradation prématurée. Dans le cas de l'encapsulation de cellules, c'est au moins The methods for preparing such polymeric particles are well known to those skilled in the art. They use chemical, thermal or electrochemical reactions, the operating conditions of which are dictated by the need to carry out the polymerization of the carrier matrix. However, most of the active ingredients have significant chemical and thermal instability and are incompatible with the polymerization conditions, which cause a reduction in the functionality of the active molecule or even its premature degradation. In the case of cell encapsulation, it is at least
% de la population qui est détruite au terme du processus. % of the population that is destroyed at the end of the process.
Cette incompatibilité entre les substances à encapsuler et les conditions réactionnelles de la polymérisation constitue également un obstacle à l'encapsulation de molécules d'intérêt non thérapeutique telles que les molécules sensibles à l'oxydation comme les dérivés phénoliques, les molécules comme les vitamines ou les extraits végétaux sensibles à la chaleur, aux conditions de salinité et de pH. C'est pourquoi, à l'heure actuelle leur utilisation est peu développée dans des domaines techniques tels que la préparation de produits This incompatibility between the substances to be encapsulated and the reaction conditions of the polymerization also constitutes an obstacle to the encapsulation of molecules of non-therapeutic interest such as molecules sensitive to oxidation such as phenolic derivatives, molecules such as vitamins or plant extracts sensitive to heat, salinity and pH conditions. This is why, at present their use is little developed in technical fields such as the preparation of products.
alimentaires, cosmétiques, d'hygiène, de protection de l'environnement ou d'autres encore. food, cosmetics, hygiene, environmental protection or others.
Une autre méthode d'encapsulation consiste à introduire par diffusion la molécule d'intérêt dans une matrice polymérique préexistante. On parle alors de post-chargement. Cette Another encapsulation method consists in introducing by diffusion the molecule of interest into a preexisting polymer matrix. We then speak of post-loading. This
méthode moins agressive pour les molécules organiques, est cependant d'application réduite. less aggressive method for organic molecules, is however of reduced application.
En effet, la taille des objets pouvant diffuser dans les mailles de la matrice est limitée ce qui élimine à priori l'encapsulation de macromolécules et de tous les objets biologiques tels que des cellules ou des organites. D'autre part, une affinité suffisante doit exister entre la matrice polymérique et la substance à encapsuler pour que cette dernière reste fixée dans le réseau polymérique et ne soit pas éliminée avec le solvant. Cependant, cette affinité doit être assez douce pour ne pas dénaturer la substance d'intérêt et également pour permettre sa libération à un rythme adapté à l'usage prévu. Des telles contraintes sont le plus souvent incompatibles entre elles et l'encapsulation par post-chargement reste d'intérêt limité à des cas particuliers Dans tous les cas, la substance active est piégée dans la masse du réseau polymérique. Cet état de fait est en lui-même un obstacle à l'encapsulation de cellules vivantes et viables en Indeed, the size of the objects which can diffuse in the meshes of the matrix is limited which eliminates a priori the encapsulation of macromolecules and of all biological objects such as cells or organelles. On the other hand, a sufficient affinity must exist between the polymer matrix and the substance to be encapsulated so that the latter remains fixed in the polymer network and is not eliminated with the solvent. However, this affinity must be gentle enough not to denature the substance of interest and also to allow its release at a rate suitable for the intended use. Such constraints are most often incompatible with each other and encapsulation by post-loading remains of interest limited to specific cases. In all cases, the active substance is trapped in the mass of the polymer network. This state of affairs is in itself an obstacle to the encapsulation of living and viable cells in
particulier à cause de la limitation de fait des échanges entre la cellule et le milieu extérieur. particularly because of the de facto limitation of exchanges between the cell and the external environment.
Or les cellules sont des réacteurs naturels de choix pour produire des bio-molécules d'intérêt. Elles peuvent être considérées comme des systèmes ouverts qui sont capables de produire des métabolites ayant des propriétés biologiques variées. Ces dernières années, de nombreuse études ont été orientées vers une meilleure connaissance du métabolisme cellulaire et vers la recherche des moyens d'utiliser des cellules animales ou végétales et des organismes unicellulaires, éventuellement génétiquement modifiés, pour la production de métabolites d'intérêt (Lysaght M. et Aebisher P., 1999, "Les cellules encapsulées", Pour la science, N 199). L'intervention de la machinerie cellulaire et de ses rétro-contrôles pour ajuster les taux de biomolécules libérées, explique l'avantage de -l'utilisation de cellules entières vivantes pour délivrer des actifs biologiques. Mais pour cela les cellules productrices However, cells are the natural reactors of choice for producing bio-molecules of interest. They can be considered as open systems which are capable of producing metabolites with varied biological properties. In recent years, numerous studies have been directed towards a better understanding of cellular metabolism and towards research into the means of using animal or plant cells and unicellular organisms, possibly genetically modified, for the production of metabolites of interest (Lysaght M. and Aebisher P., 1999, "Encapsulated cells", Pour la science, N 199). The intervention of the cellular machinery and its retro-controls to adjust the rates of released biomolecules, explains the advantage of -the use of whole living cells to deliver biological assets. But for that the producing cells
doivent se trouver dans un environnement favorable. must be in a supportive environment.
L'étape d'incorporation d'une substance d'intérêt dans une matrice polymérique particulaire est donc extrêmement contraignante et délicate et constitue à l'heure actuelle le facteur limitant le développement de la technique de micro-encapsulation et son application large The step of incorporating a substance of interest into a particulate polymer matrix is therefore extremely restrictive and delicate and constitutes at present the factor limiting the development of the microencapsulation technique and its wide application.
dans de nombreux domaines techniques et en premier lieu dans le domaine médical. in many technical fields and primarily in the medical field.
La présente invention propose de s'affranchir de ce problème en créant des particules polymériques creuses, dont une cavité peut être remplie à volonté de substance chimique ou biologique. Un procédé de préparation des telles particules creuses est revendiqué ainsi qu'un procédé de remplissage desdites particules creuses et un dispositif permettant la mise en oeuvre dudit procédé de remplissage et qui présente notamment l'avantage essentiel de pouvoir automatiser la mise en oeuvre de ce procédé tout en ayant une structure relativement simple De telles particules permettent d'encapsuler des entités de taille variée, en partant de petites entités comme des sels en solution jusqu'à des éléments solides en suspension comme des cellules y compris des micro- organismes, tout en préservant l'intégrité et la fonctionnalité des entités ainsi formulées. En particulier, le procédé proposé permet d'encapsuler des cellules The present invention proposes to overcome this problem by creating hollow polymer particles, of which a cavity can be filled at will with chemical or biological substance. A method of preparing such hollow particles is claimed as well as a method of filling said hollow particles and a device allowing the implementation of said filling process and which has in particular the essential advantage of being able to automate the implementation of this process while having a relatively simple structure Such particles make it possible to encapsulate entities of various sizes, starting from small entities such as salts in solution to solid elements in suspension such as cells including microorganisms, while preserving the integrity and functionality of the entities thus formulated. In particular, the proposed method makes it possible to encapsulate cells
vivantes excrétant des molécules d'intérêt. living excreting molecules of interest.
DESCRIPTIONDESCRIPTION
La présente invention a pour objet une particule polymérique creuse de 0, 1 mm à 5 mm de diamètre, et de préférence de 0,2 mm à 2 mm de diamètre. La particule creuse selon The present invention relates to a hollow polymer particle of 0.1 mm to 5 mm in diameter, and preferably from 0.2 mm to 2 mm in diameter. The hollow particle according to
l'invention comprend au moins une cavité de diamètre supérieur à 0,01 mm. the invention comprises at least one cavity with a diameter greater than 0.01 mm.
Selon le mode de préparation de la particule creuse dont le procédé est revendiqué et décrit plus loin, la cavité contient initialement un gaz, par exemple de l'air ou de l'azote. Par la suite, la cavité peut être remplie d'autres substances gazeuses, liquides ou solides, ou d'un mélange de substances tel qu'un soluté ou une suspension, y compris une suspension cellulaire. Cette opération est conduite en perçant la paroi de la particule et en injectant dans la cavité une substance d'intérêt. Le procédé complet de chargement de la cavité des particules creuses selon l'invention par une substance d'intérêt est également un objet de la présente invention According to the method of preparation of the hollow particle, the method of which is claimed and described below, the cavity initially contains a gas, for example air or nitrogen. Subsequently, the cavity can be filled with other gaseous substances, liquid or solid, or with a mixture of substances such as a solute or a suspension, including a cell suspension. This operation is carried out by piercing the wall of the particle and by injecting into the cavity a substance of interest. The complete method of loading the cavity of the hollow particles according to the invention with a substance of interest is also an object of the present invention.
et sera décrit plus loin.and will be described later.
La présente invention a aussi pour objet un dispositif de remplissage avec une substance The present invention also relates to a device for filling with a substance
d'intérêt de la cavité de la particule, permettant de mettre en oeuvre le procédé défini ci- of interest of the particle cavity, making it possible to implement the process defined above
dessus, caractérisé en ce qu'il comporte: - des moyens pour appliquer une première force sur ladite particule-de façon à la maintenir sur une première face d'une plaque-support agencée pour engendrer une force de réaction à ladite première force, - des moyens pour réaliser une percée dans la paroi de ladite particule de façon que ladite above, characterized in that it comprises: - means for applying a first force to said particle-so as to maintain it on a first face of a support plate arranged to generate a reaction force to said first force, - means for making a breakthrough in the wall of said particle so that said
percée débouche dans ladite cavité lorsque ladite particule est maintenue sur ladite plaque- breakthrough opens into said cavity when said particle is held on said plate-
support par ladite première force, et - des moyens pour introduire, par ladite percée, une quantité déterminée de la substance d'intérêt dans ladite cavité. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la support by said first force, and - means for introducing, by said breakthrough, a determined quantity of the substance of interest into said cavity. Other characteristics and advantages of the present invention will become apparent during the course of the
description suivante donnée en regard des dessins annexés à titre illustratif mais nullement following description given with reference to the accompanying drawings by way of illustration but not at all
limitatiflimited
La figure 1 représente le synoptique du principe de base du dispositif selon l'invention. Figure 1 shows the block diagram of the basic principle of the device according to the invention.
Les figures 2, 3, 4 représentent sous forme schématique, un mode de réalisation du dispositif Figures 2, 3, 4 show in schematic form, an embodiment of the device
selon l'invention en trois parties.according to the invention in three parts.
La figure 5 représente, sous forme schématique en vue de dessus, le mode de réalisation du FIG. 5 represents, in schematic form in top view, the embodiment of the
dispositif selon le sfigures 2 à 4. device according to sfigures 2 to 4.
La figure 6 montre sous microscope optique, le perçage de la paroi d'une particule polysaccharidique creuse. La pression exercée par l'aiguille déforme la paroi souple de la FIG. 6 shows, under an optical microscope, the piercing of the wall of a hollow polysaccharide particle. The pressure exerted by the needle deforms the flexible wall of the
particule juste avant d'y pénétrer. La cavité apparait comme un disque blanc au centre. particle just before entering it. The cavity appears as a white disc in the center.
La figure 7 montre sous microscope optique, d'une particule remplie de cellules animales PC 12. Les cellules forment un masse plus sombre et irrégulière dans la cavité de la particule Figure 7 shows under a light microscope a particle filled with PC 12 animal cells. The cells form a darker and irregular mass in the cavity of the particle
apparaissant en blanc.appearing in white.
Il est précisé que, sur l'ensemble des figures ci-dessus, jointes à la présente description, les It is specified that, in all of the above figures, attached to this description, the
mêmes références désignent les mêmes éléments, quelle que soit la figure sur laquelle elles apparaissent et quelle que soit la forme de représentation de ces éléments. De même, si des éléments ne sont pas spécifiquement référencés sur l'une des figures, leurs références same references designate the same elements, whatever the figure on which they appear and whatever the form of representation of these elements. Similarly, if elements are not specifically referenced in one of the figures, their references
peuvent être aisément retrouvées en se reportant à une autre figure. can be easily found by referring to another figure.
Il est précisé également que, lorsque, selon la définition de l'invention, l'objet de l'invention comporte "au moins un" élément ayant une fonction donnée, le mode de réalisation décrit It is also specified that, when, according to the definition of the invention, the object of the invention comprises "at least one" element having a given function, the embodiment described
peut comporter plusieurs de ces éléments. may contain more than one of these elements.
De même, si le mode de réalisation de l'objet selon l'invention tel qu'illustré comporte Similarly, if the embodiment of the object according to the invention as illustrated comprises
plusieurs éléments de fonction identique et si, dans la description, il n'est pas spécifié que several elements of identical function and if, in the description, it is not specified that
l'objet selon cette invention doit obligatoirement comporter un nombre particulier de ces éléments, l'objet de l'invention pourra être défini comme comportant "au moins un" de ces the object according to this invention must necessarily include a particular number of these elements, the object of the invention could be defined as comprising "at least one" of these
éléments.elements.
La paroi d'une particule creuse selon l'invention est une matrice polymérique dont la composition est choisie en fonction des propriétés physico-chimiques que l'on souhaite obtenir infine. En effet, du fait que les substances chimiques ou biologiques à encapsuler sont introduites dans une étape indépendante et ultérieure à la fabrication des particules creuses selon l'invention, les conditions opératoires de préparation de la matrice polymérique The wall of a hollow particle according to the invention is a polymer matrix, the composition of which is chosen as a function of the physicochemical properties which it is desired to obtain. In fact, because the chemical or biological substances to be encapsulated are introduced in an independent step subsequent to the manufacture of the hollow particles according to the invention, the operating conditions for preparing the polymer matrix
peuvent être choisies parmi les nombreuses techniques à la disposition de l'homme de l'art. can be chosen from the many techniques available to those skilled in the art.
La nature du ou des monomères de départ n'a d'importance que dans la mesure o le polymère synthétisé répond à un cahier des charges adapté à l'usage prévu de la particule creuse. La matrice de base peut être modifiée et adaptée à l'usage qui en sera fait, par des traitements chimiques, thermiques ou autres, sans que le choix des protocoles utilisés soit The nature of the starting monomer (s) only matters insofar as the synthesized polymer meets a specification adapted to the intended use of the hollow particle. The basic matrix can be modified and adapted to the use which will be made of it, by chemical, thermal or other treatments, without the choice of the protocols used being
limité du fait des contraintes liées à la fragilité des substances à encapsuler. limited due to constraints linked to the fragility of the substances to be encapsulated.
Seules les propriétés des particules creuses finalement obtenues sont à prendre en compte, comme par exemple, la biocompatibilité, la non toxicité, la biodégradabilité, la diffusion sélective à travers le maillage du réseau polymérique, l'affinité spécifique vis-à-vis de certains tissus ou organes, la compatibilité entre la matrice polymérique et la substance encapsulée, la Only the properties of the hollow particles ultimately obtained are to be taken into account, such as, for example, biocompatibility, non-toxicity, biodegradability, selective diffusion through the mesh of the polymer network, specific affinity for certain tissues or organs, the compatibility between the polymer matrix and the encapsulated substance, the
stabilité dans le milieu de stockage, ou d'autres paramètres encore. stability in the storage medium, or other parameters.
Par exemple, pour les applications thérapeutiques, cosmétiques ou alimentaires, la paroi polymérique de la particule creuse selon l'invention sera de préférence biocompatible et non toxique. La biocompatibilité pourra être assurée autant vis-à-vis du milieu d'implantation que vis-à-vis des substances actives ou des objets biologiques encapsulés. Par biocompatilbilité For example, for therapeutic, cosmetic or food applications, the polymeric wall of the hollow particle according to the invention will preferably be biocompatible and non-toxic. Biocompatibility can be ensured as much vis-à-vis the implantation medium as vis-à-vis the active substances or encapsulated biological objects. By biocompatibility
on entend que la particule ne perturbe pas le milieu d'implantation. it is understood that the particle does not disturb the implantation medium.
Le milieu d'implantation peut être un milieu physiologique, comme c'est le cas lors de l'administration d'un médicament par voie orale, souscutanée, intramusculaire, etc..., ou que ce soit une solution tel qu'un milieu de culture celullaire, un produit alimentaire tel qu'une boisson alcoolisée, un produit laitier, un produit cosmétique ou tout autre milieu. On choisira les constituants de départ et les conditions opératoires de manière à obtenir une matrice polymérique biocompatible avec un milieu donné. De tels constituants de départ sont par exemple des polymères naturels polysaccharidiques comme le chitosan, les acides The implantation medium can be a physiological medium, as is the case during the administration of a drug by oral, subcutaneous, intramuscular route, etc., or it can be a solution such as a medium cell culture, a food product such as an alcoholic beverage, a dairy product, a cosmetic product or any other medium. The starting constituents and the operating conditions will be chosen so as to obtain a biocompatible polymer matrix with a given medium. Such starting constituents are for example natural polysaccharide polymers such as chitosan, acids
hyaluroniques, les alginates, les carragénanes. hyaluronic, alginates, carrageenans.
On peut souhaiter que la particule creuse selon l'invention soit également biodégradable. La vitesse de dégradation déterminant la dose de matière active libérée par unité de temps, c'est en fonction de l'usage prévu de la particule que se fait le choix du polymère. Par exemple, les particules selon l'invention peuvent être utilisées pour transporter des substances jusqu'à une cible et les libérer rapidement une fois à destination. Pour cela le réseau polymérique peut être faiblement réticulé, autorisant une hydrolyse enzymatique rapide, et permettant la libération des composés actifs en quelques minutes ou en quelques heures après It may be desired that the hollow particle according to the invention is also biodegradable. The degradation rate determining the dose of active material released per unit of time, it is according to the intended use of the particle that the choice of polymer is made. For example, the particles according to the invention can be used to transport substances to a target and quickly release them once at their destination. For this, the polymer network can be weakly crosslinked, allowing rapid enzymatic hydrolysis, and allowing the release of the active compounds in a few minutes or a few hours after.
administration des particules.particle administration.
Au contraire on peut avoir intérêt à libérer progressivement la substance transportée, ou même à la fixer pour des périodes longues, comme dans le cas des cellules immobilisées, au niveau d'une cible ou dans un milieu support. Le réseau polymérique peut alors être fortement réticulé ou être greffé par des radicaux spécifiques pour ne pas être dégradé rapidement par les enzymes cellulaires et pour protéger ainsi pendant plusieurs jours et On the contrary, it may be beneficial to gradually release the transported substance, or even to fix it for long periods, as in the case of immobilized cells, at a target or in a support medium. The polymer network can then be highly crosslinked or be grafted by specific radicals so as not to be rapidly degraded by cellular enzymes and to thus protect for several days and
même plusieurs mois les actifs contenus dans la particule ou les cellules immobilisées. even several months the assets contained in the particle or immobilized cells.
La vitesse de dégradation du polymère est réglée par la nature du monomère de départ et par le choix des conditions opératoires. L'homme de l'art dispose d'uhe littérature spécilisée complète pour moduler ce paramètre. La matrice polymérique peut également subir des traitements chimiques ou physiques conférant à la particule des propriétés particulières. Par exemple, on pourra rendre la particule non reconnaissable par le système réticulo-endothélial en greffant dans le réseau polymérique des molécules de polyéthylène glycol connu pour être furtif. On pourra aussi masquer des radicaux cationiques ou anioniques par couplage avec des molécules de charge opposée. Des molécules ou radicaux conférant des propriétés physico-chimiques particulières dans la masse peuvent également être greffées à la matrice polymérique en vue de modifier la biodégradabilité, la pigmentation, la perméabilité aux rayonnements, ou de conférer à la paroi polymérique des propriétés bioadhésives ou mucoadhésives, ou d'autres The rate of degradation of the polymer is regulated by the nature of the starting monomer and by the choice of operating conditions. Those skilled in the art have a complete specialized literature to modulate this parameter. The polymer matrix can also undergo chemical or physical treatments which give the particle particular properties. For example, the particle can be made unrecognizable by the reticuloendothelial system by grafting into the polymer network polyethylene glycol molecules known to be stealthy. It is also possible to mask cationic or anionic radicals by coupling with molecules of opposite charge. Molecules or radicals conferring particular physicochemical properties in the mass can also be grafted to the polymer matrix in order to modify the biodegradability, the pigmentation, the permeability to radiation, or to confer on the polymeric wall bioadhesive or mucoadhesive properties, or others
propriétés encore.properties yet.
Les particules selon l'invention peuvent être dotées en outre de propriétés de diffusion sélective des molécules. La structure matricielle de la paroi desdites p5articules est analogue à un réseau tridimensionnel maillé. La taille des mailles est fonction de la densité du réseau polymérique lui-même déterminé par différents paramètres bien connus, en particulier la nature du monomère de départ et de l'agent réticulant, et le temps de réaction. Le taux de The particles according to the invention can also be endowed with selective diffusion properties of the molecules. The matrix structure of the wall of said particles is analogous to a three-dimensional mesh network. The mesh size is a function of the density of the polymer network itself determined by various well-known parameters, in particular the nature of the starting monomer and of the crosslinking agent, and the reaction time. The rate of
réticulation est alors inversement proportionnel à la taille des mailles. crosslinking is then inversely proportional to the size of the meshes.
Une matrice polymérique composant la paroi d'une particule creuse destinée à l'encapsulation de cellules sera par exemple choisie pour son taux de réticulation élevé. En effet les petites molécules comme le glucose (masse molaire de 180g/mol) ou l'inuline (masse molaire de l'ordre de 5000g/mol) passent à travers les mailles de la matrice, alors que des molécules plus grosses telles que l'albumine humaine (masse molaire d'environ 69 000 g/mol) ne franchissent pas le réseau polymérique. Les nutriments nécessaires à la vie des A polymer matrix composing the wall of a hollow particle intended for the encapsulation of cells will for example be chosen for its high crosslinking rate. Indeed the small molecules like glucose (molar mass of 180g / mol) or inulin (molar mass of the order of 5000g / mol) pass through the meshes of the matrix, while larger molecules such as l human albumin (molar mass of approximately 69,000 g / mol) does not cross the polymer network. The nutrients necessary for the life of
cellules peuvent donc diffuser du milieu d'implantation des particules jusqu'aux cellules. cells can therefore diffuse from the implantation medium of the particles to the cells.
Les métabolites excrétés par les cellules encapsulées peuvent également diffuser à travers la paroi polymérique. En revanche, les cellules sont protégées de macromolécules telles que des Metabolites excreted by encapsulated cells can also diffuse through the polymeric wall. In contrast, cells are protected from macromolecules such as
anticorps ou des enzymes pouvant les endommager. antibodies or enzymes that can damage them.
Ainsi les particules creuses selon l'invention sont particulièrement adaptées à l'encapsulation de cellules vivantes car elles protègent les cellules tout en laissant diffuser les nutriments nécessaires à la viabilité à long terme de ces dernières, mais aussi les métabolites d'intérêt, par exemple possédant un effet thérapeutique, cosmétique, arômatique, ou tout autre Thus the hollow particles according to the invention are particularly suitable for the encapsulation of living cells because they protect the cells while letting diffuse the nutrients necessary for the long-term viability of the latter, but also the metabolites of interest, for example having a therapeutic, cosmetic, aromatic, or any other effect
effet intéressant.interesting effect.
De la même manière et pour les mêmes raisons, les particules creuses selon l'invention peuvent servir au transport et au maintien dans un milieu choisi d'organites, comme par exemple des chloroplastes ou des mitochondries, ou de fractions cellulaires actives telles que In the same way and for the same reasons, the hollow particles according to the invention can be used for the transport and the maintenance in a chosen medium of organelles, such as for example chloroplasts or mitochondria, or of active cellular fractions such as
des enzymes ou des ribosomes.enzymes or ribosomes.
Enfin, il est possible de recouvrir les particules selon l'invention d'une pellicule leur conférant des propriétés de surface particulières, telles qu'une affinité spécifique pour un tissus, des propriétés de bioadhésion ou de mucoadhésion, ou d'autres propriétés utiles encore. Le pelliculage peut être réalisé par trempage dans une solution du composé à déposer sur la particule, ou par pulvérisation. La pulvérisation peut avoir lieu avant ou après Finally, it is possible to cover the particles according to the invention with a film which gives them particular surface properties, such as a specific affinity for a tissue, bioadhesion or mucoadhesion properties, or other properties which are also useful. . The coating can be carried out by soaking in a solution of the compound to be deposited on the particle, or by spraying. Spraying can take place before or after
l'injection de substances d'intérêt dans la particule. injecting substances of interest into the particle.
La paroi d'une particule selon l'invention est donc un polymère formant un réseau appelé matrice. Cette matrice peut être constituée d'éléments de base, appelés composés monomériques, qui peuvent être un monomère unique (polymère au sens strict) ou deux monomères différents ou davantage (copolymère) ou encore une ou des macromolécules ayant elles- mêmes une structure polymérique et assemblées par pontage en général à l'aide d'un agent réticulant. La matrice polymérique peut être constituée par tout polymère connu répondant au cahier des charges défini selon les exigences ci-dessus exposées. Ils peuvent être d'origine naturelle, synthétique ou semi-synthétiques. Pour la préparation des particules selon l'invention, on utilise de préférence des polysaccharides, comme par exemple l'amidon, l'amidon ou la cellulose modifiés chimiquement ou enzymatiquement. A titre d'exemple, peuvent également être utilisés des polymères communs comme les polyesters, les polyamides, les polyacrylates, les polylactiques glycoliques, ou encore les peptides, polypeptides et protéines, les gels peptidiques, les gélatines, les gels d'alginate. Leur poids The wall of a particle according to the invention is therefore a polymer forming a network called a matrix. This matrix can consist of basic elements, called monomeric compounds, which can be a single monomer (polymer in the strict sense) or two or more different monomers (copolymer) or one or more macromolecules themselves having a polymeric structure and generally assembled by bridging using a crosslinking agent. The polymer matrix can be constituted by any known polymer meeting the specifications defined according to the requirements set out above. They can be of natural, synthetic or semi-synthetic origin. For the preparation of the particles according to the invention, use is preferably made of polysaccharides, such as for example starch, starch or cellulose chemically or enzymatically modified. By way of example, common polymers can also be used, such as polyesters, polyamides, polyacrylates, glycolic polylactics, or even peptides, polypeptides and proteins, peptide gels, gelatins, alginate gels. Their weight
moléculaire est variable.molecular is variable.
Afin d'adapter ses propriétés à l'usage prévu de la particule creuse, la matrice polymérique In order to adapt its properties to the intended use of the hollow particle, the polymer matrix
constituant la paroi peut subir différents traitements. constituting the wall can undergo different treatments.
En particulier, la matrice polymérique peut être modifiée c'est-à-dire que peuvent y être fixés des groupements chimiques tels que des composés fonctionnels ou des composés ioniques, In particular, the polymer matrix can be modified, that is to say that chemical groups such as functional compounds or ionic compounds can be attached thereto,
ou des composés modifiant les propriétés du polymère comme un pigment par exemple. or compounds modifying the properties of the polymer such as a pigment for example.
Tous ces composés peuvent être couplés chimiquement à la matrice en surface ou dans le réseau polymérique par des liaisons de faible énergie (par exemple des liaisons hydrogènes), de moyenne énergie (par exemple des liaisons ioniques) ou de forte énergie (par exemple des liaisons covalentes). Ils peuvent également être piégés physiquement dans le réseau. La modification peut être réalisée avant, pendant ou après la réaction de réticulation. Dans certains cas, les réactions de modification de la matrice polymérique peuvent être réalisées All these compounds can be chemically coupled to the matrix on the surface or in the polymer network by low energy bonds (for example hydrogen bonds), medium energy (for example ionic bonds) or high energy (for example bonds) covalent). They can also be physically trapped in the network. The modification can be carried out before, during or after the crosslinking reaction. In some cases, polymer matrix modification reactions can be performed
après chargement de la substance d'intérêt dans la particule creuse. after loading the substance of interest into the hollow particle.
Les techniques de greffage de molécules et de fonctions sont bien connues de l'homme de The techniques for grafting molecules and functions are well known to those skilled in the art.
l'art et classiquement utilisées en chimie. art and conventionally used in chemistry.
De manière générale, les matrices polymériques décrites dans la demande de brevet WO 98/13030 sous le titre "Matrices ioniques biodégradables de polarité interne modulable à polymère greffé" sont de nature à répondre aux caractéristiques recherchées pour les In general, the polymeric matrices described in patent application WO 98/13030 under the title "Biodegradable ionic matrices of modular internal polarity with grafted polymer" are such as to meet the characteristics sought for.
matrices polymériques formant les particules selon l'invention. polymer matrices forming the particles according to the invention.
Les particules selon l'invention ont un diamètre de 0,1 mm à 5 nm, de préférence de 0,2 mm à 2 mm. L'épaisseur de la paroi varie entre 0,05 mm et 0,5 mm. Elles comprennent une ou 1 0 plusieurs cavités, dont l'une au moins a une section supérieure à 0,01 mm, remplies du gaz qui sert à leur fabrication. La présence d'une telle cavité est contôlée à l'issu de leur The particles according to the invention have a diameter of 0.1 mm at 5 nm, preferably from 0.2 mm to 2 mm. The thickness of the wall varies between 0.05 mm and 0.5 mm. They comprise one or more cavities, at least one of which has a section greater than 0.01 mm, filled with the gas which is used for their manufacture. The presence of such a cavity is checked at the end of their
préparation, par exemple optiquement, ou par tout autre moyen. - preparation, for example optically, or by any other means. -
Un procédé est proposé pour la fabrication des particules creuses selon l'invention consistant à: - mettre en solution dans un réacteur au moins un composé monomérique en présence d'un agent réticulant, - insuffler un fluide gazeux dans le réacteur en maintenant sous agitation jusqu'à obtention d'un mélange visqueux saturé en micro-bulles, - fractionner le mélange visqueux en particules polymériques isolées, - placer les particules polymériques isolées dans un milieu dispersant jusqu'à gélification complète, A method is proposed for the manufacture of hollow particles according to the invention consisting in: - dissolving in a reactor at least one monomeric compound in the presence of a crosslinking agent, - blowing a gaseous fluid into the reactor while stirring until '' to obtain a viscous mixture saturated with micro-bubbles, - fractionate the viscous mixture into isolated polymeric particles, - place the isolated polymeric particles in a dispersing medium until complete gelation,
- récupérer les particules polymérisées. - recover the polymerized particles.
Le composé monomérique est choisi selon les critères exposés précédemment. Il est bien entendu qu'il peut s'agir d'un seul monomère ou de deux monomères différents aboutissant à la formation respectivement d'un polymère au sens strict ou d'un copolymère, ou encore une ou plusieurs macromolécules aboutissant à la formation d'unie matrice polymérique réticulée. Après solubilisation du monomère, on ajoute l'agent réticulant sous agitation forte The monomeric compound is chosen according to the criteria set out above. It is understood that it may be a single monomer or two different monomers resulting in the formation respectively of a polymer in the strict sense or of a copolymer, or even one or more macromolecules leading to the formation of 'united cross-linked polymer matrix. After solubilization of the monomer, the crosslinking agent is added with vigorous stirring
pour obtenir une dispersion totale.to get total dispersion.
L'agent réticulant est choisi parmi les molécules bifonctionnelles, bien connues de l'homme de l'art, comme l'épichlorhydrine, les diépoxydes, les dialdéhydes, les dicarboxylates, les diisothiocyanates, les carbodiimides, etc.... Les monomères peuvent servir eux-mêmes d'agent réticulant s'ils possèdent plusieurs sites réactifs. L'ajout d'un initiateur de The crosslinking agent is chosen from bifunctional molecules, well known to those skilled in the art, such as epichlorohydrin, diepoxides, dialdehydes, dicarboxylates, diisothiocyanates, carbodiimides, etc. The monomers can themselves serve as crosslinking agent if they have several reactive sites. Adding an initiator of
polymérisation sera parfois utile.polymerization will sometimes be useful.
Le fluide gazeux peut être un gaz pur tel que l'azote, un mélange gazeux tel que de l'air, ou tout mélange gazeux inerte vis-à-vis de la paroi polymérique et de la substance d'intérêt. Le barbotage ainsi réalisé peut éventuellement tenir lieu en même temps de moyen d'agitation du The gaseous fluid can be a pure gas such as nitrogen, a gaseous mixture such as air, or any gaseous mixture inert with respect to the polymeric wall and the substance of interest. The bubbling thus produced can possibly take the place at the same time of means of agitation of the
mélange réactionnel.reaction mixture.
L'addition de l'agent réticulant et le barbotage gazeux peuvent se faire de manière concommitante, de façon à ce que dès l'initiation de la réaction de pontage entre les The addition of the crosslinking agent and the gas bubbling can be carried out concomitantly, so that from the initiation of the bridging reaction between the
monomères, le mélange réactionnel dont la viscosité augmente, piège les micro-bulles. monomers, the reaction mixture whose viscosity increases, traps the micro-bubbles.
Le fractionnement du mélange visqueux en particules isolées est réalisé par une des techniques à la disposition de l'homme de l'art: par exemple agitation mécanique en émulsion, broyage ou extrusion. Les particules doivent être maintenues dans un milieu dispersant jusqu'à gélification complète du réseau polymérique renfermant les bulles gazeuses. Pour réaliser le fractionnement en particules isolées, on peut transférer le mélange réactionnel visqueux dans un milieu hydrophobe et créer une émulsion par agitation mécanique jusqu'à solidification totale du polymère. Le transfert est réalisé avant la prise en gel du réseau polymérique, ce temps variant en fonction principalement de la force et de la quantité d'agent réticulant employé. Un milieu hydrophobe couramment utilisé est l'huile de paraffine ou Fractionation of the viscous mixture into isolated particles is carried out by one of the techniques available to those skilled in the art: for example mechanical agitation in emulsion, grinding or extrusion. The particles must be kept in a dispersing medium until complete gelation of the polymer network containing the gas bubbles. To carry out the fractionation into isolated particles, the viscous reaction mixture can be transferred to a hydrophobic medium and an emulsion is created by mechanical stirring until the polymer has completely solidified. The transfer is carried out before the polymer network is frozen, this time varying mainly as a function of the strength and the amount of crosslinking agent used. A hydrophobic medium commonly used is paraffin oil or
l'huile de silicone.silicone oil.
Une autre méthode de fractionnement consiste à faire passer le mélange réactionnel visqueux dans une extrudeuse à buse, et à reccueillir les particules en sortie de buse dans un bain Another fractionation method consists in passing the viscous reaction mixture through a nozzle extruder, and in collecting the particles at the outlet of the nozzle in a bath.
hydrophobe sous agitation.hydrophobic with stirring.
Dans une variante du procédé de fabrication de particules creuses selon l'invention, on prépare des particules creuses greffées. Pour cela, on fait réagir avec le mélange réactionnel un radical chimique portant une fonction ou une charge ionique ou conférant à la matrice polymérique une propriété intéressante telle qu'exposée plus haut. L'addition d'un tel radical peut se faire dès la solubilisation du monomère, ou pendant la réaction de polymérisation, ou encore par imprégnation à la fin du processus de fabrication de la In a variant of the method for manufacturing hollow particles according to the invention, grafted hollow particles are prepared. To do this, a chemical radical carrying an ionic function or charge or giving the polymer matrix an advantageous property as set out above is reacted with the reaction mixture. The addition of such a radical can be done as soon as the monomer is dissolved, or during the polymerization reaction, or even by impregnation at the end of the process for manufacturing the
particule, selon la nature du composé greffé et le résultat recherché. particle, depending on the nature of the grafted compound and the desired result.
Les particules ainsi obtenues sont creuses. Elles sont pourvues d'une ou de plusieurs cavités The particles thus obtained are hollow. They are provided with one or more cavities
remplies du gaz utilisé pour le barbotage. filled with the gas used for bubbling.
Elles peuvent alors être récupérées par tamisage, par filtration, par centrifugation ou par tout They can then be recovered by sieving, by filtration, by centrifugation or by any
autre moyen commode, et éventuellement calibrées par tamisage sur des grilles étalonnées. other convenient means, and possibly calibrated by sieving on calibrated grids.
Elles peuvent être, si besoin, stérilisées ou additionnées d'un conservateur évitant le développement de la flore microbienne, et stockées sans risque de dégradation pendant plusieurs mois, voire plusieurs années. Le stockage peut être fait sous forme sèche ou dans une solution adaptée à l'usage qui en est prévu ultérieurement. Leur- transport ne pose aucun problème. Les particules creuses selon l'invention, préparées par le procédé ci-dessus décrit ou par tout autre procédé, sont utilisées pour l'encapsulation de substances chimiques ou biologiques de toutes sortes. Elles peuvent pour cela être remplies d'une phase gazeuse, liquide ou solide They can be, if necessary, sterilized or added with a preservative avoiding the development of microbial flora, and stored without risk of degradation for several months, even several years. Storage can be done in dry form or in a solution suitable for the use which is planned later. Their transport poses no problem. The hollow particles according to the invention, prepared by the process described above or by any other process, are used for the encapsulation of chemical or biological substances of all kinds. They can therefore be filled with a gaseous, liquid or solid phase
pure ou incorporant une entité chimique ou biologique, constituant la substance d'intérêt. pure or incorporating a chemical or biological entity, constituting the substance of interest.
La phase gazeuse peut être tout composé chimique se trouvant sous forme gazeuse du fait de la température ou du fait d'une réaction thermodynamique. La phase liquide peut être une solution aqueuse ou alcoolique ou huileuse ou leur mélange sous forme d'émulsion ou de microémulsion de type huile dans eau ou eau dans huile. Les substances solides peuvent être par exemple des poudres de granulométrie variable ou des graisses, éventuellement en The gas phase can be any chemical compound in gaseous form due to temperature or due to a thermodynamic reaction. The liquid phase may be an aqueous or alcoholic or oily solution or their mixture in the form of an emulsion or microemulsion of the oil in water or water in oil type. The solid substances can for example be powders of variable particle size or greases, possibly in
suspension ou émulsionnées dans la phase liquide. suspension or emulsified in the liquid phase.
Une entité chimique ou biologique peut être toute entité simple ou complexe, synthétique ou naturelle ayant une activité chimique ou biologique ou simplement une propriété intéressante pour une application donnée. Ce peut être une molécule organique ou minérale, ou également une cellule, un micro-organisme, une fraction cellulaire, biologiquement A chemical or biological entity can be any simple or complex, synthetic or natural entity having a chemical or biological activity or simply a property of interest for a given application. It can be an organic or mineral molecule, or also a cell, a micro-organism, a cell fraction, biologically
actives ou pas.active or not.
Une telle une molécule peut être par exemple: - un acide aminé, un peptide en particulier le glucagon, la somatostatine, la calcitonine, les interférons et les interleukines, la LHRH (Lutesine Hormone Releasing Hormone), l'érythropoïétine, les antagonistes de la bradykinine, l'insuline, ou un dérivé peptidique ou un polypeptide, une protéine, un anticorps, une enzyme, un protéoglycane; - une vitamine; - un oligonucléotide, une molécule d'ARN, d'ADN ou une fraction de celles-ci; une hormone ou un dérivé hormonal; - un principe actif thérapeutique tel qu'un antibiotique, un antiviral, un anticancéreux, un vasoconstricteur, un cardiotonique, un vasodilatateur, un diurétique ou un antidiurétique, un neuroleptique, un antidépresseur, un anti-inflammatoire, un antihistaminique, un antifongique, un agent anti-allergique, un anesthésique, un agent de diagnostic; - un antiprotéase, un antiseptique, un antioxydant, un agent hydratant; - un liposome; - une huile essentielle, un extrait végétal - un insecticide, un fongicide; - un arôme, un colorant, éventuellement de qualité alimentaire; - une molécule absorbant un rayonnement, ou présentant des propriétés chromophores, fluorophores, ou radio-active; Une entité biologique peut être une cellule, biologiquement active ou pas, ou une fraction cellulaire biologiquement active ou pas. Une cellule incorporée dans une particule selon l'invention peut être toute cellule naturelle ou génétiquement modifiée, d'origine végétale ou Such a molecule can be for example: - an amino acid, a peptide in particular glucagon, somatostatin, calcitonin, interferons and interleukins, LHRH (Lutesine Hormone Releasing Hormone), erythropoietin, antagonists of bradykinin, insulin, or a peptide derivative or a polypeptide, a protein, an antibody, an enzyme, a proteoglycan; - a vitamin; - an oligonucleotide, an RNA, DNA molecule or a fraction thereof; a hormone or hormone derivative; - a therapeutic active ingredient such as an antibiotic, an antiviral, an anticancer, a vasoconstrictor, a cardiotonic, a vasodilator, a diuretic or an antidiuretic, a neuroleptic, an antidepressant, an anti-inflammatory, an antihistamine, an antifungal, a anti-allergic agent, an anesthetic, a diagnostic agent; - an antiprotease, an antiseptic, an antioxidant, a hydrating agent; - a liposome; - an essential oil, a plant extract - an insecticide, a fungicide; - a flavor, a color, possibly of food quality; - a molecule absorbing radiation, or having chromophoric, fluorophoric, or radioactive properties; A biological entity can be a cell, biologically active or not, or a cell fraction biologically active or not. A cell incorporated into a particle according to the invention can be any natural or genetically modified cell, of plant origin or
animale y compris humaine, ou une bactérie, un virus, une levure ou tout autre micro- animal including human, or bacteria, virus, yeast or any other micro-
organisme. Une fraction cellulaire peut être par exemple un extrait membranaire, un extrait organization. A cell fraction can be for example a membrane extract, an extract
enzymatique, un organite tel que des mitochondries ou des ribosomes. enzymatic, an organelle such as mitochondria or ribosomes.
il Les cellules ou les fractions cellulaires actives prisonnières des particules et protégées par elles sont succeptibles d'excréter dans la cavité de la particule, des molécules issues du métabolisme desdites cellules ou fractions cellulaires. De telles molécules d'intérêts peuvent alors diffuser à travers une paroi polymérique de maillage adéquat et produire leurs effets II The cells or active cell fractions trapped in the particles and protected by them are capable of excreting in the cavity of the particle, molecules resulting from the metabolism of said cells or cell fractions. Such molecules of interest can then diffuse through a polymeric wall of adequate mesh and produce their effects.
durant de longues périodes.for long periods.
Les particules polymériques creuses remplies de substances chimiques ou biologiques telles que décrites ci-dessus ont de nombreuses applications dans des domaines techniques très variés. Elles peuvent être mises en oeuvre en tant que produit ayant une activité définie. Elles constituent alors par exemple un produit à usage thérapeutique qu'il est possible d'administrer au choix par voie orale, per linguale, vaginale, rectale, et du fait de la taille réduite des particules, également par voie nasale, cutanée, oculaire, pulmonaire et même par voie parentérale, c'est-à-dire aussi bien intrathécale qu'intaveineuse ou intramusculaire. Elles peuvent également entrer dans la composition d'un produit cosmétique, phytosanitaire, textile, d'hygiène, de prévention ou de traitement des dégradations de l'environnement naturel. Elles peuvent aussi être utilisées comme un des éléments intervenant dans un procédé de préparation d'un produit, en particulier grâce à l'activité des cellules vivantes et à l'excrétion de métabolites. Il peut s'agir de la production d'un produit thérapeutique, ou d'un produit cosmétique mais aussi d'un produit alimentaire par exemple fermenté ou aromatisé à l'aide des substances délivrées par les particules creuses selon l'invention. Des particules selon Hollow polymer particles filled with chemical or biological substances as described above have many applications in a wide variety of technical fields. They can be used as a product with a defined activity. They then constitute, for example, a product for therapeutic use which it is possible to administer either by oral, per lingual, vaginal, rectal route, and because of the reduced size of the particles, also by nasal, cutaneous, ocular, pulmonary and even parenterally, that is, both intrathecal as well as intravenous or intramuscular. They can also be used in the composition of a cosmetic, phytosanitary, textile, hygiene, prevention or treatment product for degradation of the natural environment. They can also be used as one of the elements involved in a process for preparing a product, in particular thanks to the activity of living cells and the excretion of metabolites. It may be the production of a therapeutic product, or a cosmetic product, but also a food product, for example fermented or flavored using the substances delivered by the hollow particles according to the invention. Particles according to
l'invention peuvent aussi être utilisées dans un test de diagnostic. the invention can also be used in a diagnostic test.
La présente invention a aussi pour objet un dispositif permettant de mettre en ceuvre le procédé décrit ci-avant, pour remplir, avec une substance d'intérêt décrite ci-avant, la cavité 2 The present invention also relates to a device for implementing the method described above, to fill, with a substance of interest described above, the cavity 2
réalisée dans une particule comme celle qui a été décrite ci-avant. made in a particle like the one described above.
La figure 1 représente le synoptique du principe de base d'un tel dispositif. Ce dispositif comporte des moyens 10 pour appliquer une première force sur la particule de façon à la maintenir sur une première face 11 d'une plaque-support 12 agencée pour engendrer une force de réaction à cette première force. Dans le synoptique selon la figure 1, la particule maintenue sur la première face 11 d'une plaque-support 12 est représentée en traits interrompus et le dispositif dans cette première configuration est représenté en A. Le dispositif comporte en outre des moyens 13 pour réaliser une percée dans la paroi 1 de Figure 1 shows the block diagram of the basic principle of such a device. This device comprises means 10 for applying a first force to the particle so as to maintain it on a first face 11 of a support plate 12 arranged to generate a reaction force to this first force. In the block diagram according to FIG. 1, the particle maintained on the first face 11 of a support plate 12 is shown in broken lines and the device in this first configuration is represented in A. The device further comprises means 13 for producing a breakthrough in wall 1 of
façon qu'elle débouche dans la cavité 2 lorsque la particule est maintenue sur la plaque- so that it opens into cavity 2 when the particle is held on the plate-
support 12 par la première force. Le dispositif dans cette deuxième configuration est représenté en B. Le dispositif comporte aussi des moyens 14 pour introduire, par cette percée, une quantité déterminée d'une substance d'intérêt dans la cavité 2, la particule étant toujours maintenue support 12 by the first force. The device in this second configuration is represented at B. The device also comprises means 14 for introducing, by this breakthrough, a determined quantity of a substance of interest into the cavity 2, the particle being always maintained
sur la première face 1l 1 de la plaque-support 12. on the first face 11 1 of the support plate 12.
Quand la cavité 2 est remplie de la quantité déterminée de la substance, la particule ainsi réalisée est récupérée, par exemple, dans un réceptacle 27 comme il sera décrit ci-après. Le dispositif dans cette troisième configuration est représenté en C. Dans une réalisation avantageuse, les moyens 10 pour appliquer une première force sur la particule de façon à la maintenir sur une première face de la plaque- support sont constitués par un orifice traversant 15 réalisé dans la plaque-support 12 et des moyens 16 pour créer une différence de pression de part et d'autre de la plaque-support, la pression la plus forte étant appliquée du côté de la première face 11 de cette plaque. De plus, la plaque-support est réalisée en un matériau relativement étanche et la section maximale de l'orifice 15 est When the cavity 2 is filled with the determined quantity of the substance, the particle thus produced is recovered, for example, in a receptacle 27 as will be described below. The device in this third configuration is shown in C. In an advantageous embodiment, the means 10 for applying a first force to the particle so as to hold it on a first face of the support plate consist of a through orifice 15 made in the support plate 12 and means 16 for creating a pressure difference on either side of the support plate, the highest pressure being applied on the side of the first face 11 of this plate. In addition, the support plate is made of a relatively waterproof material and the maximum section of the orifice 15 is
inférieure à la section minimale de la particule. less than the minimum section of the particle.
Dans un mode de réalisation avantageux, le dispositif comporte en outre des moyens 29 pour amener la particule sur l'orifice 15, ces derniers moyens 29 comportant un réservoir 17 comportant au moins une ouverture 18, ce réservoir étant apte à contenir la particule de façon que, entre le réservoir et la particule, puisse se créer une perte de charge relativement importante, et des moyens 19 pour positionner la plaquesupport et le réservoir l'un par rapport à l'autre au premier endroit déterminé A de façon que l'ouverture 18 soit située en regard de la première face 11 de la plaque-support 12 et sensiblement dans l'axe de l'orifice pour que, sous l'action de la différence de pression, la particule vienne se positionner à In an advantageous embodiment, the device further comprises means 29 for bringing the particle to the orifice 15, these latter means 29 comprising a reservoir 17 comprising at least one opening 18, this reservoir being capable of containing the particle so that, between the reservoir and the particle, a relatively large pressure drop can be created, and means 19 for positioning the support plate and the reservoir relative to each other at the first determined location A so that the opening 18 is located opposite the first face 11 of the support plate 12 and substantially in the axis of the orifice so that, under the action of the pressure difference, the particle comes to be positioned at
l'entrée de cet orifice 15.the entrance to this opening 15.
Les figures 2 à 5 représentent, sous forme schématique, un mode de réalisation avantageux du dispositif selon l'invention permettant d'effectuer le remplissage, avec une substance d'intérêt des cavités 2 réalisées dans les particules, de façon automatique et selon la Figures 2 to 5 show, in schematic form, an advantageous embodiment of the device according to the invention for filling, with a substance of interest of the cavities 2 made in the particles, automatically and according to the
technique connue des techniciens sous la terminologie " en temps masqué ". technique known to technicians under the terminology "in masked time".
Avec un tel dispositif, il est possible d'effectuer simultanément les trois opérations suivantes : la mise en place d'une première pluralité de particules sur les orifices 15 d'une première plaque-support, le remplissage des cavités d'une deuxième pluralité de particules qui avait été mise en place sur une deuxième plaque-support avant la mise en place de la première pluralité, et la récupération d'une troisième pluralité de particules qui avait été mise en place sur une troisième plaque-support avant le mise en place de la deuxième pluralité sur la deuxième plaquesupport et dont les cavités 2 avaient été remplies avant le remplissage de With such a device, it is possible to simultaneously perform the following three operations: placing a first plurality of particles on the orifices 15 of a first support plate, filling the cavities with a second plurality of particles which had been placed on a second support plate before the establishment of the first plurality, and the recovery of a third plurality of particles which had been placed on a third support plate before the establishment of the second plurality on the second support plate and the cavities 2 of which had been filled before the filling of
cette deuxième pluralité.this second plurality.
Ce dispositif illustré sur les figures 2 à 5 et faisant application de la structure de base décrite en regard de la figure 1, comporte au moins trois plaques-supports 12-1, 12-2, 12-3, des moyens 40 pour déplacer dans l'espace ces trois plaques-supports de façon qu'elles puissent prendre successivement trois première, deuxième et troisième positions déterminées respectivement référencées A, B, C, à savoir: la première position A dans laquelle une particule vient se fixer sur la première face 11 d'une plaque support à l'entrée d'un orifice , la deuxième position B dans laquelle la cavité 2 de la particule est remplie avec une quantité déterminée de la substance d'intérêt, et la troisième position C dans laquelle la This device illustrated in Figures 2 to 5 and applying the basic structure described with reference to Figure 1, comprises at least three support plates 12-1, 12-2, 12-3, means 40 for moving in the space these three support plates so that they can successively take three first, second and third determined positions respectively referenced A, B, C, namely: the first position A in which a particle is fixed on the first face 11 of a support plate at the entrance of an orifice, the second position B in which the cavity 2 of the particle is filled with a determined quantity of the substance of interest, and the third position C in which the
particule avec sa cavité 2 remplie de la substance est récupérée dans uin réceptacle 27. particle with its cavity 2 filled with the substance is recovered in a receptacle 27.
Bien entendu, chacune des trois plaques-supports 12-1, 12-2 et 12-3 comporte une pluralité Of course, each of the three support plates 12-1, 12-2 and 12-3 has a plurality
d'orifices 15 permettant de fixer, à la fois, une pluralité de particules. orifices 15 making it possible to fix, at the same time, a plurality of particles.
Dans une réalisation avantageuse, les moyens 40 pour déplacer dans l'espace les trois plaques-supports sont constitués par des moyens pour réaliser une rotation R simultanée de ces trois plaques-supports autour d'un axe de rotation W de façon qu'elles passent respectivement et successivement par les trois première, deuxième et troisième positions décrites ci-avant, et des moyens pour réaliser une translation T des trois plaques-supports In an advantageous embodiment, the means 40 for moving in space the three support plates are constituted by means for carrying out a simultaneous rotation R of these three support plates around an axis of rotation W so that they pass respectively and successively by the three first, second and third positions described above, and means for carrying out a translation T of the three support plates
entre deux positions sur l'axe de rotation W. De façon avantageuse, ces trois plaques- between two positions on the axis of rotation W. Advantageously, these three plates-
supports sont situées sensiblement dans un même plan perpendiculaire à l'axe de rotation W, supports are located substantially in the same plane perpendicular to the axis of rotation W,
à cent vingt degrés les unes des autres. one hundred and twenty degrees from each other.
Quant aux moyens 40 permettant d'obtenir la rotation et la translation des plaques-supports, ils sont bien connus en eux-mêmes. Ils sont par exemple constitués de deux moteurs et d'une crémaillère, l'un des moteurs entraînant la rotation de la crémaillère autour de son axe, As for the means 40 for obtaining the rotation and translation of the support plates, they are well known in themselves. They consist for example of two motors and a rack, one of the motors driving the rotation of the rack about its axis,
l'autre moteur entraînant la translation de cette crémaillère suivant son axe. the other motor driving the translation of this rack along its axis.
Lorsque les plaques-supports comportent une pluralité d'orifices 15, les moyens 29 pour amener une particule en face de chaque orifice, sont constitués par le réservoir 17, figure 2, qui présente une ouverture 18 d'une section supérieure à chaque plaque-support 12, le réservoir étant apte à contenir une quantité importante de particules pour former au moins une couche homogène 51 de ces particules, de façon qu'une plaque- support 12 puisse venir When the support plates have a plurality of orifices 15, the means 29 for bringing a particle in front of each orifice, consist of the reservoir 17, FIG. 2, which has an opening 18 of a cross section greater than each plate- support 12, the reservoir being able to contain a large quantity of particles to form at least one homogeneous layer 51 of these particles, so that a support plate 12 can come
au contact de cette couche. Dans ce cas, la perte de charge relativement importante définie ci- in contact with this layer. In this case, the relatively large pressure drop defined above
avant en regard de la figure 1, partie A, entre une particule et le réservoir 17 est celle qui se crée entre les particules elles-mêmes, et éventuellement l'ensemble des particules et le réservoir 17. En conséquence, pour un fonctionnement optimal du dispositif, il faut veiller à ce que le réservoir 17 contienne une quantité suffisante de particules pour former au moins before with reference to FIG. 1, part A, between a particle and the reservoir 17 is that which is created between the particles themselves, and possibly all of the particles and the reservoir 17. Consequently, for optimal operation of the device, care must be taken to ensure that the reservoir 17 contains a sufficient quantity of particles to form at least
une couche 51 de particules continue et homogène. a layer 51 of continuous and homogeneous particles.
Quant aux moyens 13 pour réaliser une percée dans la paroi 1 d'une particule de façon que cette percée débouche dans la cavité 2 lorsque la particule est maintenue sur la première face de la plaque-support 12 par la première force, ils peuvent être constitués de différentes façons, par exemple par un faisceau de rayonnement laser ou analogue. Cependant, dans une réalisation actuellement préférentielle comme illustré sur la figure 3,-il sont constitués par au moins une première aiguille 21 et des moyens pour déplacer cette première aiguille et la plaque-support l'une par rapport à l'autre, tout en maintenant la première force 10 sur la particule pour qu'elle demeure fixe par rapport à la plaque-support 12, de façon que la As for the means 13 for making a breakthrough in the wall 1 of a particle so that this breakthrough opens into the cavity 2 when the particle is held on the first face of the support plate 12 by the first force, they can be formed in different ways, for example by a beam of laser radiation or the like. However, in a currently preferred embodiment as illustrated in FIG. 3, they are constituted by at least one first needle 21 and means for moving this first needle and the support plate relative to one another, while now the first force 10 on the particle so that it remains fixed relative to the support plate 12, so that the
première aiguille 21 soit apte à pénétrer dans la cavité 2 en traversant la paroi 1. first needle 21 is able to penetrate into the cavity 2 by crossing the wall 1.
Dans cette réalisation selon les figures 2 à 5, les moyens pour déplacer la première aiguille et la plaque-support l'une par rapport à l'autre et les moyens 14 pour introduire, par la percée, une quantité déterminée de la substance d'intérêt dans la cavité 2, forment une combinaison de moyens qui sont constitués par un dispositif d'injection, par exemple une première seringue 22 apte à contenir une quantité suffisante de la substance d'intérêt, et des moyens 23 pour lier la première aiguille et la première seringue de façon que la substance contenue dans la seringue puisse être éjectée et pénétrer dans la cavité en passant par le capillaire de la première aiguille. Ces moyens 23 bien connus en euxmêmes sont par exemple constitués In this embodiment according to Figures 2 to 5, the means for moving the first needle and the support plate relative to each other and the means 14 for introducing, by the breakthrough, a determined amount of the substance interest in the cavity 2, form a combination of means which are constituted by an injection device, for example a first syringe 22 capable of containing a sufficient quantity of the substance of interest, and means 23 for binding the first needle and the first syringe so that the substance contained in the syringe can be ejected and enter the cavity through the capillary of the first needle. These means 23 well known in themselves are for example constituted
par un emboîtement conique mâle-femelle. by a male-female conical fitting.
Cette combinaison de moyens comporte en outre des moyens pour amener la plaque-support 12-1, 2, 3, et la première aiguille 21 montée en coopération avec la première seringue 22 en un deuxième endroit déterminé B, des moyens 24 pour déplacer la première seringue par rapport à la plaque-support quand elle est positionnée en ce deuxième endroit déterminé B, et des moyens 25 pour commander l'injection de la substance par la première aiguille 21 dans la cavité 2 en commandant la première seringue 22, tout en maintenant la première force 10 This combination of means further comprises means for bringing the support plate 12-1, 2, 3, and the first needle 21 mounted in cooperation with the first syringe 22 to a second determined location B, means 24 for moving the first syringe relative to the support plate when it is positioned in this second determined location B, and means 25 for controlling the injection of the substance by the first needle 21 into the cavity 2 by controlling the first syringe 22, while maintaining the first force 10
sur la particule.on the particle.
Ces moyens 25 schématiquement illustrés sur la figure 3 peuvent être constitués de These means 25 schematically illustrated in FIG. 3 can consist of
différentes façons, par exemple par un vérin de tout type agissant sur le piston de la seringue. different ways, for example by a cylinder of any type acting on the plunger of the syringe.
Dans une réalisation avantageuse, le dispositif peut comporter en outre, pour favoriser le remplissage des cavités 2 des particules, des moyens 33 pour aspirer la phase gazeuse contenue dans la cavité de chaque corps sensiblement simultanément à l'introduction du produit et en fonction de la quantité de substance introduite. Ces moyens 33 comportent par exemple au moins une seconde aiguille 34 et une seconde seringue 35, des moyens 36 pour lier la seconde aiguille et la seconde seringue, des moyens pour déplacer la seconde aiguille liée à la seconde seringue de façon que la seconde aiguille vienne traverser la paroi 1 de la particule pour déboucher dans la cavité 2 lorsque la plaque-support 12 est située au deuxième endroit déterminé B, et des moyens 37 pour commander la seconde seringue 35 de façon In an advantageous embodiment, the device may further comprise, to promote the filling of the cavities 2 of the particles, means 33 for aspirating the gaseous phase contained in the cavity of each body substantially simultaneously with the introduction of the product and depending on the amount of substance introduced. These means 33 comprise for example at least a second needle 34 and a second syringe 35, means 36 for connecting the second needle and the second syringe, means for moving the second needle linked to the second syringe so that the second needle comes pass through the wall 1 of the particle to open into the cavity 2 when the support plate 12 is located at the second determined location B, and means 37 for controlling the second syringe 35 so
qu'elle soit aspirante.let her be aspiring.
Comme mentionné ci-avant, chaque plaque-support comporte une pluralité d'orifices 15 et peut donc maintenir une pluralité de particules. Il serait donc possible d'utiliser une pluralité de couples aiguilleseringue 21-22 et 34-35 pour effectuer simultanément le remplissage des cavités des particules maintenues sur une même plaque-support. Cette réalisation serait As mentioned above, each support plate has a plurality of orifices 15 and can therefore hold a plurality of particles. It would therefore be possible to use a plurality of needle-syringe pairs 21-22 and 34-35 to simultaneously fill the cavities of the particles maintained on the same support plate. This achievement would
cependant relativement compliquée à mettre en oeuvre et relativement onéreuse. however relatively complicated to implement and relatively expensive.
Aussi, de façon avantageuse, les moyens pour déplacer la première aiguille 21 liée à la première seringue 22 et la seconde aiguille 34 liée à la seconde seringue 35 par rapport à la plaque-support sont constitués par au moins une platine 41, des moyens 42 pour lier les deux seringues 22, 35 à la platine 41 de façon que les deux aiguilles 21, 34 soient situées sur deux droites concourantes, des moyens 50 pour déplacer la platine suivant deux axes en X et Y, et des moyens 48, 49 pour déplacer respectivement les deux aiguilles 21, 34 sur les deux droites concourantes. Ces moyens 48, 49 seront par exemple avantageusement constitués par des vérins commandables ou analogues respectivement liés aux deux seringues pour permettre la translation de chaque aiguille liée à sa seringue. De façon avantageuse, le dispositif peut aussi comporter en outre des moyens schématiquement représentés en 43, pour déterminer la présence et fa position des première et seconde aiguilles 21, 34. Ces moyens sont bien connus en eux-mêmes et peuvent être constitués de capteurs fonctionnant selon le principe de la triangulation par faisceaux lasers ou analogue. Ces capteurs permettent de vérifier d'une part que les aiguilles sont bien positionnées par rapport à la particule dont elles doivent percer la paroi, et d'autre part l'intégrité de chaque aiguille et éventuellement commander le remplacement automatique de Also, advantageously, the means for moving the first needle 21 linked to the first syringe 22 and the second needle 34 linked to the second syringe 35 relative to the support plate consist of at least one plate 41, means 42 to link the two syringes 22, 35 to the plate 41 so that the two needles 21, 34 are located on two concurrent straight lines, means 50 for moving the plate along two axes in X and Y, and means 48, 49 for move the two needles 21, 34 respectively on the two concurrent straight lines. These means 48, 49 will for example advantageously consist of controllable cylinders or the like respectively linked to the two syringes to allow the translation of each needle linked to its syringe. Advantageously, the device can also further comprise means schematically represented at 43, for determining the presence and position of the first and second needles 21, 34. These means are well known in themselves and can consist of sensors operating according to the principle of triangulation by laser beams or the like. These sensors make it possible to verify on the one hand that the needles are correctly positioned relative to the particle whose wall they must pierce, and on the other hand the integrity of each needle and possibly order the automatic replacement of
l'aiguille qui aurait été détectée comme étant défectueuse, par exemple cassée. the needle which would have been detected as being defective, for example broken.
Le dispositif comporte en outre un réceptacle 27, des moyens pour déplacer ce réceptacle et la plaque-support 12 l'un par rapport à l'autre en un troisième endroit déterminé C, après que la quantité voulue de substance d'intérêt ait été introduite dans la cavité 2 et tout en maintenant la première force 10 sur la particule, c'est-à-dire la différence de pression, et des moyens pour, d'une part, annuler cette première force et, d'autre part, appliquer une seconde force 28 sur la particule pour la détacher de la plaque-support 12 et pour qu'elle soit apte à The device further comprises a receptacle 27, means for moving this receptacle and the support plate 12 relative to one another at a third determined location C, after the desired quantity of substance of interest has been introduced. in the cavity 2 and while maintaining the first force 10 on the particle, that is to say the pressure difference, and means for, on the one hand, canceling this first force and, on the other hand, applying a second force 28 on the particle to detach it from the support plate 12 and so that it is able to
être récupérée dans le réceptacle 27. be collected in receptacle 27.
Avantageusement aussi, le dispositif comporte en outre des moyens 30 pour créer des forces mécaniques en direction sensiblement tangentielle à la première face 11 de la plaque-support 12, de façon à pouvoir détacher toutes les particules qui seraient restées collées sur la première face 11 de la plaque-support 12. Ces moyens 30 sont constitués par exemple par des jets de gaz ou de liquide sous pression. Bien entendu, dans le mode de réalisation du dispositif tel qu'illustré sur les figures 2 à 5, le réservoir 17, la platine 41 et le réceptacle 27 seront respectivement positionnés en des endroits déterminés par exemple sur une embase représentée schématiquement en E et les trois plaques-supports seront montées en rotation et en translation par rapport à cette embase E de façon qu'elles coopèrent successivement avec le réservoir 17, la platine 41 et le réceptacle 27 comme décrit ci-après, cette embase E servant Advantageously also, the device further comprises means 30 for creating mechanical forces in a direction substantially tangential to the first face 11 of the support plate 12, so as to be able to detach all the particles which would have remained stuck on the first face 11 of the support plate 12. These means 30 are constituted for example by jets of gas or liquid under pressure. Of course, in the embodiment of the device as illustrated in FIGS. 2 to 5, the reservoir 17, the plate 41 and the receptacle 27 will be respectively positioned in determined locations for example on a base shown diagrammatically at E and the three support plates will be mounted in rotation and in translation relative to this base E so that they cooperate successively with the reservoir 17, the plate 41 and the receptacle 27 as described below, this base E serving
de ce fait de référentiel à tous les déplacements définis dans la présente description. therefore referential to all displacements defined in this description.
Il est de plus bien évident qu'un tel dispositif est essentiellement destiné à être utilisé dans un milieu o règnent une pression atmosphérique et une force de gravitation. Dans ce cas, les moyens pour créer une différence de pression sont, comme illustré sur les figures 2 à 5, constitués par des moyens 45 pour créer une enceinte étanche 46 avec la seconde face 47 de la plaque-support 12 sur laquelle débouche les orifices 15, et des moyens 48 pour réaliser le vide dans cette enceinte 46, par exemple au moyen d'une pompe à vide ou analogue. Dans ce cas aussi, la seconde force 28 est constituée par la force de gravitation elle-même, l'axe de rotation W étant en position verticale et la première face 11 des plaques-supports étant à un It is moreover very obvious that such a device is essentially intended for use in an environment in which atmospheric pressure and a gravitational force prevail. In this case, the means for creating a pressure difference are, as illustrated in FIGS. 2 to 5, constituted by means 45 for creating a sealed enclosure 46 with the second face 47 of the support plate 12 onto which the orifices open out. 15, and means 48 for producing the vacuum in this enclosure 46, for example by means of a vacuum pump or the like. In this case also, the second force 28 is constituted by the gravitational force itself, the axis of rotation W being in the vertical position and the first face 11 of the support plates being at a
niveau inférieur par rapport à leur seconde face 47. lower level compared to their second face 47.
Le dispositif décrit ci-dessus dans son mode de réalisation illustré sur les figures 2 à 5 fonctionne et s'utilise de la façon suivante: Il est tout d'abord précisé que l'ensemble du dispositif tel qu'illustré sur les figures 2 à 5 comporte une unité de gestion permettant de commander les opérations décrites ci-après, notamment la translation T, la rotation R des trois plaques-supports 12-1, 12-2 et 12-3, la commande 25, 37 des seringues 22, 35, la commande du déplacement 48, 49 de ces seringues, la commande 50 de la platine 41, la commande des moyens 48 pour réaliser un vide. Ceci ayant été précisé, le dispositif se trouve originellement dans une position telle qu'illustré sur la figure 5, dans laquelle la première plaque-support 12-1 est en regard de l'ouverture du réservoir 17, la deuxième plaque-support 12-2 est en regard de la platine 41 et la troisième The device described above in its embodiment illustrated in FIGS. 2 to 5 operates and is used as follows: It is first of all specified that the entire device as illustrated in FIGS. 2 to 5 comprises a management unit making it possible to control the operations described below, in particular the translation T, the rotation R of the three support plates 12-1, 12-2 and 12-3, the control 25, 37 of the syringes 22, 35, the control of the movement 48, 49 of these syringes, the control 50 of the plate 41, the control of the means 48 for producing a vacuum. This having been specified, the device is originally in a position as illustrated in FIG. 5, in which the first support plate 12-1 is opposite the opening of the reservoir 17, the second support plate 12- 2 is opposite plate 41 and the third
plaque-support 12-3 est en regard du réceptacle 27. support plate 12-3 is opposite receptacle 27.
Dans cet état initial, aucune particule n'est maintenue sur les entrées des orifices 15, mais le réservoir 17 contient une couche importante 51 de particules dont les cavités 2 ne contiennent In this initial state, no particles are maintained on the inlets of the orifices 15, but the reservoir 17 contains a large layer 51 of particles whose cavities 2 do not contain
pas de substance d'intérêt.no substance of interest.
Un premier ordre est alors donné pour que l'axe W subisse une translation T de façon que la première face 11 de la première plaque-support 12-1 vienne au contact de la couche 51, puis les moyens 48 pour réaliser un vide relatif dans l'enceinte 46 sont commandés. Il se crée ainsi une différence de pression entre l'espace voisin de la première face de la première plaque-support et l'intérieur de l'enceinte 46. Comme la couche 51 de particules est homogène, les particules qui se trouvent en regard ou à proximité des entrées des orifices 15 sont aspirées et viennent se coller sur ces entrées pour prendre une position comme celle qui A first order is then given so that the axis W undergoes a translation T so that the first face 11 of the first support plate 12-1 comes into contact with the layer 51, then the means 48 for achieving a relative vacuum in enclosure 46 are controlled. A pressure difference is thus created between the space adjacent to the first face of the first support plate and the interior of the enclosure 46. As the layer 51 of particles is homogeneous, the particles which are opposite or near the entrances of the orifices 15 are sucked in and stick to these inlets to take a position like that which
est schématiquement illustrée sur la figure 1. is schematically illustrated in FIG. 1.
Tout en maintenant le vide dans l'enceinte 46, l'axe W subit une translation inverse de la précédente pour éloigner la plaque-support 12-1 de l'ouverture 18 du réservoir 17, puis une rotation de cent vingt degrés de cet arbre W est commandée, dans -le sens dextrorsum par référence à la figure 5, de façon que la plaque-support 12-1 prenne la position qu'occupait la deuxième plaque-support 12-2 avant cette rotation. Dans cette même rotation, la troisième plaque-support 12-3 vient se positionner en regard de l'ouverture 18 du réservoir 17, étant noté que cette troisième plaque-support 12-3 ne porte pas de particule sur sa première face 11. Dans cette deuxième position du dispositif, l'arbre W est commandé pour que la troisième plaque-support 12-3 vienne au contact de la couche 51 de particules, les moyens 48 sont commandés pour créer un vide relatif dans l'enceinte 46 et aspirer les particules qui se While maintaining the vacuum in the enclosure 46, the axis W undergoes a reverse translation of the previous one to move the support plate 12-1 away from the opening 18 of the reservoir 17, then a rotation of one hundred and twenty degrees from this shaft W is controlled, in the direction dextrorsum with reference to FIG. 5, so that the support plate 12-1 assumes the position occupied by the second support plate 12-2 before this rotation. In this same rotation, the third support plate 12-3 is positioned opposite the opening 18 of the reservoir 17, it being noted that this third support plate 12-3 does not carry any particles on its first face 11. In this second position of the device, the shaft W is controlled so that the third support plate 12-3 comes into contact with the layer 51 of particles, the means 48 are controlled to create a relative vacuum in the enclosure 46 and to vacuum the particles that get
plaquent sur les entrées des orifices 15, comme décrit ci-avant pour la première plaque- flatten on the inputs of the orifices 15, as described above for the first plate-
support 12-1.support 12-1.
Dans le mouvement de translation de l'arbre W pour amener la troisième plaque-support 12- In the translational movement of the shaft W to bring the third support plate 12-
3 au contact de la couche 51, la première plaque 12-1 vient se positionner par rapport à la platine 41 portant les seringues 22, 35 pour pouvoir effectuer le remplissage des cavités 2 3 in contact with the layer 51, the first plate 12-1 is positioned relative to the plate 41 carrying the syringes 22, 35 in order to be able to fill the cavities 2
comme décrit ci-après.as described below.
Pour cela, la platine 41 est commandée en X et en Y pour amener les extrémités des aiguilles 21, 34 en regard successivement de toutes les particules qui sont maintenues sur les entrées des orifices 15. Pour chaque position des deux aiguilles, les deux seringues 22, 35 sont commandées en translation par les moyens 48, 49 de façon que les deux aiguilles traversent 0 la paroi 1 de la particule et débouchent dans la cavité 2 de cette particule. Dans cette situation, la seringue 22, qui est présumée contenir la substance à injecter dans la cavité 2, est commandée pour effectuer cette injection. Simultanément, la seringue 35 est commandée en sens inverse pour réaliser une aspiration de l'atmosphère contenue dans la cavité. L'injection effectuée par le première seringue 22 et l'aspiration effectuée par la seconde seringue 35 sont For this, the plate 41 is controlled in X and in Y to bring the ends of the needles 21, 34 opposite each of the particles which are held on the inlets of the orifices 15. For each position of the two needles, the two syringes 22 , 35 are controlled in translation by the means 48, 49 so that the two needles cross 0 the wall 1 of the particle and open into the cavity 2 of this particle. In this situation, the syringe 22, which is presumed to contain the substance to be injected into the cavity 2, is controlled to perform this injection. Simultaneously, the syringe 35 is controlled in the opposite direction to carry out a suction of the atmosphere contained in the cavity. The injection carried out by the first syringe 22 and the aspiration carried out by the second syringe 35 are
arrêtées lorsque la seconde seringue aspire de la substance injectée. stopped when the second syringe draws up the injected substance.
A ce stade, les deux seringues sont commandées pour retirer les deux aiguilles de la particule, les percées pratiquées dans la paroi 1 se rebouchant par l'élasticité naturelle du matériau At this stage, the two syringes are controlled to remove the two needles from the particle, the holes made in the wall 1 being plugged in by the natural elasticity of the material.
constituant cette paroi.constituting this wall.
La platine 41 est commandée en X et en Y pour que les opérations décrites ci-dessus s'effectuent successivement pour toutes les particules maintenues-sur la première-plaque The plate 41 is controlled in X and in Y so that the operations described above are carried out successively for all the particles maintained on the first plate.
support 12-1. L'arbre W subit alors une translation pour éloigner la troisième plaque- support 12-1. The shaft W then undergoes translation to move the third plate away-
support 12-3 de la couche 51, puis une deuxième rotation de cent vingt degrés, toujours dans le sens dextrorsum, pour, simultanément, amener la troisième plaque-support 12-3 en regard de la platine 41 et amener la première-plaque support 12-1 en regard du réceptacle 27, en support 12-3 of the layer 51, then a second rotation of one hundred and twenty degrees, still in the dextrorsum direction, for, simultaneously, bringing the third support plate 12-3 opposite the plate 41 and bringing the first support plate 12-1 next to receptacle 27, in
maintenant toujours la dépression dans les enceintes 46 de ces première et troisième plaques- now always the depression in the enclosures 46 of these first and third plates-
supports. Dans cette deuxième rotation R, la deuxième plaque-support 12-2 vient se positionner en regard de l'ouverture 18 du réservoir 17. L'arbre W subit une nouvelle translation pour amener la première face 11 de cette deuxième plaque-support au contact de la couche 51 de corps 1 et ses moyens 48 sont activés pour réaliser une dépression dans son enceinte 46 et supports. In this second rotation R, the second support plate 12-2 is positioned opposite the opening 18 of the reservoir 17. The shaft W undergoes a new translation to bring the first face 11 of this second support plate into contact of layer 51 of body 1 and its means 48 are activated to produce a vacuum in its enclosure 46 and
aspirer des corps 1 sur les entrées de orifices 15, comme décrit ci-avant. sucking bodies 1 on the inlets of orifices 15, as described above.
Dans cette phase, la première plaque-support 12-1 se trouvant en regard du réceptacle 27, ses moyens 48 sont désactivés pour supprimer la dépression dans son enceinte 46 et ramener l'intérieur de cette enceinte à la pression atmosphérique. Sous -l'action de la force de gravitation, les particules dont les cavités ont été remplies de substance d'intérêt tombent dans le réceptacle pour y être récupérées. Eventuellement, les jets de gaz comprimés In this phase, the first support plate 12-1 being located opposite the receptacle 27, its means 48 are deactivated to remove the vacuum in its enclosure 46 and bring the interior of this enclosure to atmospheric pressure. Under the action of the gravitational force, the particles whose cavities have been filled with substance of interest fall into the receptacle to be recovered there. Possibly, the compressed gas jets
permettent de détacher les particules qui seraient demeurées fixées sur la plaque-support. allow to detach the particles which would have remained fixed on the support plate.
Pendant cette opération relative à la première plaque-support 12-1, les cavités 2 des particules maintenues sur la troisième plaque-support 12-3 sont remplies de substance d'intérêt, During this operation relating to the first support plate 12-1, the cavities 2 of the particles maintained on the third support plate 12-3 are filled with substance of interest,
comme décrit ci-avant pour les particules portées par la première plaquesupport 12-1. as described above for the particles carried by the first support plate 12-1.
Une troisième rotation de cent vingt degrés de l'arbre W, toujours dans le sens dextrorsum, est commandée pour amener la première plaque-support 12-1 en regard de l'ouverture 18 du réservoir 17, et toutes les opérations décrites ci-avant peuvent se répéter jusqu'à épuisement A third rotation of one hundred and twenty degrees of the shaft W, still in the dextrorsum direction, is controlled to bring the first support plate 12-1 opposite the opening 18 of the reservoir 17, and all the operations described above. can repeat until exhausted
total des particules dans le réservoir 17. total particles in the tank 17.
A la description faite ci-dessus, on constate que le dispositif permet de remplir les cavités 2 In the description given above, it can be seen that the device makes it possible to fill the cavities 2
des particules de façon entièrement automatique selon la technique dite" en temps masqué "puisque trois opérations principales peuvent s'effectuer simultanément. Dans le mode de particles fully automatically using the so-called "masked time" technique since three main operations can be performed simultaneously. In the mode of
réalisation décrit ci-dessus, le dispositif comporte trois plaquessupports. embodiment described above, the device has three support plates.
Il est cependant bien évident qu'il peut comporter plus de trois plaquessupports, par exemple un nombre N multiple de trois, les N plaquessupports étant alors uniformément réparties autour de l'arbre W, à 360 /N l'une par rapport à l'autre, et montées en association avec N/3 ensembles comprenant chacun essentiellement un réservoir 17, une platine 41 avec It is however quite obvious that it can comprise more than three support plates, for example a number N multiple of three, the N support plates then being uniformly distributed around the shaft W, at 360 / N one with respect to the other, and mounted in association with N / 3 assemblies each essentially comprising a reservoir 17, a plate 41 with
ses deux seringues-aiguilles comme décrit ci-avant et un réceptacle 27. its two needle syringes as described above and a receptacle 27.
Cette réalisation ne pose pas de difficultés pour un homme du métier connaissant la structure This realization does not pose difficulties for a person skilled in the art knowing the structure
du dispositif selon le mode de réalisation décrit ci-avant. of the device according to the embodiment described above.
Les exemples suivants illustrent des cas particuliers permettant de mieux comprendre la présente invention et ses nombreux avantages. Ils ne sauraient en aucune façon en limiter la The following examples illustrate specific cases allowing a better understanding of the present invention and its numerous advantages. They cannot in any way limit the
portée.scope.
EXEMPLE N 1EXAMPLE 1
Préparation de particules creuses polysaccharidiques remplies d'air, selon la technique Preparation of hollow polysaccharide particles filled with air, according to the technique
d'émulsion eau dans huile.of water in oil emulsion.
Dans un réacteur de 1 litre, on disperse 50 g d'amidon ayant un poids moléculaire d'environ 000 dans 150 ml d'eau. Le mélange est effectué à température ambiante sous agitation mécanique à l'aide d'un moteur d'agitation à 100 rpm durant 2 heures. La solution d'amidon est alors additionnée de 300 ml de solution de soude 6N et mélangée 2 heures à In a 1 liter reactor, 50 g of starch having a molecular weight of approximately 000 are dispersed in 150 ml of water. The mixing is carried out at room temperature with mechanical stirring using a stirring motor at 100 rpm for 2 hours. The starch solution is then added with 300 ml of 6N sodium hydroxide solution and mixed for 2 hours at
rpm (solution S 1).rpm (solution S 1).
Le mélange homogène obtenu est soumis à un barbotage intensif: le réacteur est relié à un compresseur d'air sous pression de 1 bar. Le barbotage est poursuivi jusqu'à saturation de la solution en bulles gazeuses. On ajoute alors 4 ml d'épichlorhydrine pour initier la réaction de polymérisation tout en continuant l'aération et sous agitation mécanique à 150 rpm. Au bout de quelques minutes, on obtient un gel de faible viscosité renfermant des bulles d'air, que l'on verse dans 500 ml d'huile de paraffine et que l'on maintient sous agitation mécanique forte réalisée à l'aide d'un mixeur (type mixeur ménager) dans un bain thermostaté à 40 C pendant 2 heures. Les particules formées sont récupérées sur un tamis en The homogeneous mixture obtained is subjected to intensive bubbling: the reactor is connected to an air compressor under pressure of 1 bar. The bubbling is continued until the solution in gas bubbles is saturated. 4 ml of epichlorohydrin are then added to initiate the polymerization reaction while continuing aeration and with mechanical stirring at 150 rpm. After a few minutes, a low viscosity gel containing air bubbles is obtained, which is poured into 500 ml of paraffin oil and which is maintained under strong mechanical stirring carried out using a mixer (household mixer type) in a bath thermostatically controlled at 40 C for 2 hours. The particles formed are collected on a sieve in
inox de maille supérieure à 100 microns et sont lavées à l'eau osmosée. stainless steel mesh greater than 100 microns and are washed with reverse osmosis water.
Elles ont un taux de réticulation Tr élevé avec Tr=17%, et sont notées P(17). Des particules faiblement réticulées (Tr=8,5%) sont obtenues par le même protocole en faisant réagir 50 g They have a high Tr crosslinking rate with Tr = 17%, and are noted P (17). Weakly crosslinked particles (Tr = 8.5%) are obtained by the same protocol by reacting 50 g
d'amidon avec 2 ml d'épichlorhydrine, et sont appelées P(8,5). Les particules creuses polysaccharidiques obtenues sont prêtes à être starch with 2 ml of epichlorohydrin, and are called P (8.5). The polysaccharide hollow particles obtained are ready to be
utilisées directementused directly
pour l'encapsulation ou stockées.for encapsulation or stored.
EXEMPLE N 2EXAMPLE 2
Préparation de particules creuses polysaccharidiques remplies d'azote, selon la technique de Preparation of polysaccharide hollow particles filled with nitrogen, according to the technique of
l' extrusion.extrusion.
On prépare une solution d'amidon SI comme précédemment. On soumet alors le mélange à un barbotage intensif en reliant le réacteur à une réserve d'azote sous 0,5 bar. Le barbotage est poursuivi jusqu'à saturation de la solution en bulles gazeuses. On ajoute alors 4 ml d'épichlorhydrine pour initier la réaction de polymérisation tout en continuant l'aétration et sous agitation mécanique à 150 rpm. Au bout de quelques minutes, on obtient un gel de faible viscosité renfermant des bulles d'azote. On fait alors passer le gel dans une extrudeuse à buse. Les particules gélatineuses formées en sortie de buse sont reccueillies dans un réacteur contenant 500 ml d'huile de silicone et maintenues sous agitation mécanique faible (50 rpm) dans un bain thermostaté à 40 C pendant 2 heures. Les particules formées sont récupérées sur un tamis en inox de maille supérieure à 100 microns et sont lavées à l'eau A solution of starch SI is prepared as above. The mixture is then subjected to intensive bubbling by connecting the reactor to a nitrogen reserve at 0.5 bar. The bubbling is continued until the solution in gas bubbles is saturated. 4 ml of epichlorohydrin are then added to initiate the polymerization reaction while continuing the aeration and with mechanical stirring at 150 rpm. After a few minutes, a low viscosity gel containing nitrogen bubbles is obtained. The gel is then passed through a nozzle extruder. The gelatinous particles formed at the outlet of the nozzle are collected in a reactor containing 500 ml of silicone oil and kept under low mechanical stirring (50 rpm) in a bath thermostatically controlled at 40 C for 2 hours. The particles formed are collected on a stainless steel screen with a mesh size greater than 100 microns and are washed with water.
*osmosée.* Osmosis.
Les particules creuses polysaccharidiques obtenues sont prêtes à être utilisées directement The polysaccharide hollow particles obtained are ready to be used directly
pour l'encapsulation ou stockées.for encapsulation or stored.
EXEMPLE N 3EXAMPLE # 3
Préparation de particules creuses polysaccharidiques greffées positivement, remplies d'air Preparation of positively grafted polysaccharide hollow particles, filled with air
par la technique d'émulsion eau dans huile. by the water-in-oil emulsion technique.
Dans un réacteur de 0,5 litre, on disperse dans 30 ml d'eau 10 g d'amidon ayant un poids moléculaire d'environ 10 000. Le mélange est effectué à température ambiante sous agitation mécanique à l'aide d'un moteur d'agitation à 100 rpm durant 2 heures. La solution d'amidon est alors additionnée de 60ml de solution de soude 6N et mélangée jusqu'à homogénéisation complète. on ajoute alors 3,2 ml d'une solution aqueuse de chlorure de (2,3 In a 0.5 liter reactor, 10 g of starch having a molecular weight of approximately 10,000 is dispersed in 30 ml of water. The mixing is carried out at ambient temperature with mechanical stirring using a motor. agitation at 100 rpm for 2 hours. The starch solution is then added with 60 ml of 6N sodium hydroxide solution and mixed until complete homogenization. 3.2 ml of an aqueous solution of chloride (2.3
époxypropyl)triméthylammonium à 75%. epoxypropyl) trimethylammonium 75%.
Le mélange obtenu est soumis à un barbotage intensif: le réacteur estrelié à une réserve d'air comprimé à 1 bar. Le barbotage est poursuivi jusqu'à saturation de la solution en bulles gazeuses. On ajoute alors 1 ml d'épichlorhydrine pour initier la réaction de polymérisation tout en continuant l'aétration et sous agitation mécanique forte à température ambiante. Au bout de quelques minutes, on obtient un gel de faible viscosité renfermant des bulles d'air, que l'on disperse dans 250 ml d'huile de paraffine et que l'on maintient sous agitation mécanique forte réalisée à l'aide d'un mixeur (type mixeur ménager) dans un bain thermostaté à 40 C pendant 2 heures. Les particules formées sont récupérées sur un tamis en inox de maille comprises entre 100 et 500 microns et sont lavées plusieurs fois à l'eau osmosée. Les particules creuses cationiques ont maintenant un affinité spécifique envers les composés anioniques. Elles sont aussi bioadhésives envers des tissus biologiques tels que la muqueuse The mixture obtained is subjected to intensive bubbling: the reactor is connected to a reserve of compressed air at 1 bar. The bubbling is continued until the solution in gas bubbles is saturated. 1 ml of epichlorohydrin is then added to initiate the polymerization reaction while continuing the aeration and with strong mechanical stirring at room temperature. After a few minutes, a low viscosity gel containing air bubbles is obtained, which is dispersed in 250 ml of paraffin oil and which is maintained under strong mechanical stirring carried out using a mixer (household mixer type) in a bath thermostatically controlled at 40 C for 2 hours. The particles formed are collected on a stainless steel sieve of mesh between 100 and 500 microns and are washed several times with osmosis water. Cationic hollow particles now have a specific affinity for anionic compounds. They are also bioadhesive towards biological tissues such as the mucosa
intestinale.intestinal.
EXEMPLE N 4EXAMPLE # 4
Préparation de particules creuses cationiques traitées par la carboxyméthyl cellulose. Preparation of cationic hollow particles treated with carboxymethyl cellulose.
La carboxyméthyl cellulose est un polymère anionique aux propriétés bioadhésives. On prépare des particules creuses selon l'exemple N 3, dont on disperse 50g dans 250 ml de solution aqueuse de carboxyméthyl cellulose (Sigma) à 2,5%. La suspension est agitée lentement pendant 5 heures à température ambiante, puis les particules sont récupérées sur tamis inox de maille comprise entre 100 et 500 microns et lavées plusieurs fois à l'eau Carboxymethyl cellulose is an anionic polymer with bioadhesive properties. Hollow particles are prepared according to Example N 3, 50 g of which are dispersed in 250 ml of 2.5% aqueous carboxymethyl cellulose (Sigma) solution. The suspension is stirred slowly for 5 hours at room temperature, then the particles are recovered on a stainless steel mesh screen of between 100 and 500 microns and washed several times with water.
osmosée.RO.
EXEMPLE N 5EXAMPLE NO.5
Préparation de particules creuses polysaccharidiques pigmentées. Preparation of pigmented polysaccharide hollow particles.
On prépare une solution d'amidon Si comme précédemment. On soumet alors le mélange à un barbotage intensif en reliant le réacteur à une réserve d'azote sous 0,8 bar. Le barbotage est poursuivi jusqu'à saturation de la solution en bulles gazeuses. On ajoute alors 2 ml d'épichlorhydrine pour initier la réaction de polymérisation tout en-continuant l'aération et sous agitation mécanique à 150 rpm. Après 2 mn, on ajoute 1 g de dioxyde de titane au mélange réactionnel tout en continuant l'agitation. Au bout de 5 mn, le mélange est dispersé dans 1 1 d'huile de paraffine à température ambiante et agité fortement (mixeur ménager) A starch solution Si is prepared as above. The mixture is then subjected to intensive bubbling by connecting the reactor to a nitrogen reserve at 0.8 bar. The bubbling is continued until the solution in gas bubbles is saturated. 2 ml of epichlorohydrin are then added to initiate the polymerization reaction while continuing aeration and with mechanical stirring at 150 rpm. After 2 min, 1 g of titanium dioxide is added to the reaction mixture while continuing the stirring. After 5 min, the mixture is dispersed in 1 l of paraffin oil at room temperature and vigorously stirred (household mixer)
pendant 3 heures.during 3 hours.
Les particules formées sont récupérées sur un tamis en inox de maille supérieure à 100 The particles formed are collected on a stainless steel screen with a mesh size greater than 100
microns et sont lavées à l'eau osmosée. microns and are washed with reverse osmosis water.
Les particules obtenues sont blanches et opaques. Elles sont prêtes à être utilisées The particles obtained are white and opaque. They are ready to use
directement pour l'encapsulation de substances sensibles à la lumière ou stockées. directly for the encapsulation of light-sensitive or stored substances.
EXEMPLE N 6EXAMPLE NO 6
Préparation de particules polysaccharidiques creuses greffées négativement et imprégnées de vitamine E. L'acétate de tocophérol, appelé aussi vitamine E, est une molécule hydrophobe possédant des pouvoirs antioxydants. Les charges anioniques greffées à la matrice polymérique permettent malgré le caractère hydrophobe de l'acétate de tocophérol, de le fixer dans le réseau o il est piégé physiquement. Ses propriétés antioxydantes sont mises à profit pour la protection des Preparation of hollow polysaccharide particles grafted negatively and impregnated with vitamin E. Tocopherol acetate, also called vitamin E, is a hydrophobic molecule with antioxidant powers. The anionic charges grafted to the polymer matrix allow, despite the hydrophobic nature of tocopherol acetate, to fix it in the network where it is physically trapped. Its antioxidant properties are used to protect
substances d'intérêt présentant une sensibilité à l'oxydation. substances of interest with sensitivity to oxidation.
Dans un réacteur de 0,5 litre, on disperse 30 g d'amidon ayant un poids moléculaire d'environ 10 000 dans 100 ml d'une solution aqueuse contenant 5 g de trimétaphosphate de trisodium. Le mélange est effectué à température ambiante sous agitation mécanique à l'aide d'un moteur d'agitation à 150 rpm durant 1 heures. Puis on ajoute 10 ml de solution aqueuse de carbonate de sodium à 0,25 g/ml sous agitation jusqu'à homogénéisation complète. Le mélange obtenu est soumis à un barbotage intensif: le-réacteur est relié à une réserve d'air comprimé à 1 bar. Le barbotage est poursuivi jusqu'à saturation de la solution en bulles gazeuses. Le mélange obtenu est ensuite incubé à 40 C pendant lh. On ajoute alors sous forte agitation 10 ml de vitamine E sous forme d'acétate de tocophérol. Au bout de 2 mn le mélange saturé en bulles d'air et contenant l'acétate de tocophérol est dispersé dans un litre d'huile de paraffine thermostaté à 40 C sous agitation mécanique forte réalisée à l'aide d'un mixeur (type mixeur ménager) pendant 2 heures. Les particules formées sont récupérées sur un tamis en inox de maille supérieure à 100 microns et sont lavées plusieurs In a 0.5 liter reactor, 30 g of starch having a molecular weight of approximately 10,000 are dispersed in 100 ml of an aqueous solution containing 5 g of trisodium trimetaphosphate. The mixing is carried out at ambient temperature with mechanical stirring using a stirring motor at 150 rpm for 1 hour. Then 10 ml of aqueous sodium carbonate solution at 0.25 g / ml are added with stirring until complete homogenization. The mixture obtained is subjected to intensive bubbling: the reactor is connected to a reserve of compressed air at 1 bar. The bubbling is continued until the solution in gas bubbles is saturated. The mixture obtained is then incubated at 40 ° C. for 1 hour. 10 ml of vitamin E are then added with vigorous stirring in the form of tocopherol acetate. After 2 minutes, the mixture saturated with air bubbles and containing tocopherol acetate is dispersed in a liter of paraffin oil thermostatically controlled at 40 ° C. with strong mechanical stirring carried out using a mixer (mixer type). household) for 2 hours. The particles formed are collected on a stainless steel sieve of mesh greater than 100 microns and are washed several times.
fois à l'eau osmosée.times with reverse osmosis water.
Le dosage par chromatographie CLHP de l'acétate de tocophérol imprégné dans les The HPLC chromatography assay of tocopherol acetate impregnated in
particules indique un chargement en acétate de 8% en poids. particles indicates an acetate loading of 8% by weight.
EXEMPLE N 7EXAMPLE # 7
Préparation de particules polysaccharidiques anioniques, imprégnées de vitamine E et Preparation of anionic polysaccharide particles, impregnated with vitamin E and
recouvertes d'une pellicule de chitosan. covered with a film of chitosan.
Le chitosan permet d'apporter des charges positives à la particule creuse. Chitosan makes it possible to bring positive charges to the hollow particle.
Les particules préparées selon l'exemple N 6 ci-dessus sont reprises et lavées à l'eau osmosée. Puis 10 g de particules sont versées très lentement dans 250 ml d'une solution contenant 0,5% de chitosan et 1% d'acide acétique, sous agitation magnétique. L'agitation est poursuivie 3 heures, puis les particules sont récupérées sur tamis inox (ouverture 100 The particles prepared according to example N 6 above are taken up and washed with osmosis water. Then 10 g of particles are poured very slowly into 250 ml of a solution containing 0.5% of chitosan and 1% of acetic acid, with magnetic stirring. Stirring is continued for 3 hours, then the particles are collected on a stainless steel sieve (opening 100
microns) et lavées par une solution d'acide acétique à 0,1% puis à l'eau osmosée. microns) and washed with a 0.1% acetic acid solution and then with reverse osmosis water.
Les particules creuses obtenues sont porteuses de charges anioniques et imprégnées d'anti- The hollow particles obtained carry anionic charges and impregnated with anti
3 5 oxydant dans la masse de la matrice polymérique et sont recouvertes en surface de charges cationiques. 3 5 oxidizing in the mass of the polymer matrix and are covered on the surface with cationic charges.
EXEMPLE N 8EXAMPLE # 8
Préparation de particules creuses par coréticulation d'amidon et de chondroïtine sulfate Dans un réacteur de 1 litre, on disperse 45 g d'amidon ayant un poids moléculaire d'environ 000 dans 150 ml d'eau. Le mélange est effectué à température ambiante sous agitation mécanique à l'aide d'un moteur réglé à 100 rpm, pendant 1 heure. On ajoute 5 g de chondroïtine sulfate et on poursuit l'agitation 1 heure. On ajoute 300 ml de soude 6N et on poursuit l'agitation 2 heures. On soumet alors le mélange homogène-à un barbotage intensif en reliant le réacteur à une réserve d'air sous 1 bar. Le barbotage est poursuivi jusqu'à saturation de la solution en bulles gazeuses. On ajoute alors 3 ml d'épichlorhydrine tout en continuant l'aétration et sous agitation mécanique à 150 rpm. Au bout de 5 mn, le mélange saturé en bulles d'air est dispersé dans un litre d'huile de paraffine à 40 C. Après 2 heures d'agitation, les particules creuses constituées du copolymère amidon/chondroïtine sulfate Preparation of hollow particles by coreticulation of starch and chondroitin sulphate In a 1 liter reactor, 45 g of starch having a molecular weight of approximately 000 are dispersed in 150 ml of water. The mixing is carried out at room temperature with mechanical stirring using a motor set at 100 rpm, for 1 hour. 5 g of chondroitin sulfate are added and stirring is continued for 1 hour. 300 ml of 6N sodium hydroxide are added and stirring is continued for 2 hours. The homogeneous mixture is then subjected to intensive bubbling by connecting the reactor to an air reserve at 1 bar. The bubbling is continued until the solution in gas bubbles is saturated. 3 ml of epichlorohydrin are then added while continuing aeration and with mechanical stirring at 150 rpm. After 5 min, the mixture saturated with air bubbles is dispersed in one liter of paraffin oil at 40 C. After 2 hours of stirring, the hollow particles consisting of the starch / chondroitin sulfate copolymer
sont récupérées sur un tamis en inox (ouverture 100 microns) et lavées à l'eau osmosée. are collected on a stainless steel sieve (opening 100 microns) and washed with reverse osmosis water.
EXEMPLE N 9EXAMPLE NO 9
Particules polysaccharidiques creuses chargées en rétmol et dosage de contrôle. Hollow polysaccharide particles loaded with retolol and control assay.
Le rétinol est une molécule sensible à l'oxydation et à la lumière. Les particules creuses Retinol is a molecule sensitive to oxidation and to light. Hollow particles
pigmentées en blanc par le dioxyde de titane permettent de protéger le rétinol encapsulé. white pigmented with titanium dioxide protect the encapsulated retinol.
Les particules creuses pigmentées préparées à l'exemple N 5 sont placées dans l'appareil automatique de chargement des particules. Une solution de rétinol en huile de soja (BASF) The pigmented hollow particles prepared in Example N 5 are placed in the automatic particle loading apparatus. A retinol solution in soybean oil (BASF)
est placée dans le bac de remplissage de la seringue et l'appareil est mis en marche. is placed in the syringe filling tray and the device is switched on.
Les particules ainsi remplies sont récupérées pour doser le rétinol. Les particules sont fragmentées dans une sonde à ultra-sons dans un bain de glace. La quantité de rétinol libérée est dosée par CLHP (chromatographie liquide haute pression). On trouve que les particules The particles thus filled are collected to measure the retinol. The particles are fragmented in an ultrasonic probe in an ice bath. The amount of retinol released is measured by HPLC (high pressure liquid chromatography). We find that the particles
sont chargées à hauteur de 0,5% en poids, avec un rendement de 90% en rétinol. are loaded up to 0.5% by weight, with a yield of 90% retinol.
EXEMPLE N 10EXAMPLE 10
Chargement de cellules de carcinome pulmonaire de rat PC 12 dans des particules creuses polysaccharidiques et mesure de la viabilité cellulaire Les particules creuses préparées selon l'exemple N 1 sont lavées à l'eau bi-distillée puis stérilisées dans un autoclave à 120 C à une pression de 1,2 bar pendant 20 mn. Les particules sont ensuite lavées sous hôte à flux laminaire avec du milieu de culture cellulaire DMEM (Dulbecco's Modified Eagle's Medium, Sigma) puis placées dans le réservoir du dispositif de chargement des particules. Les cellules de carcinome de rat PC12 (Greene L.A. et al., 1976, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S.A, 73, 2424-28) sont mises en suspension dans du milieu Loading of PC 12 rat pulmonary carcinoma cells into polysaccharide hollow particles and measurement of cell viability The hollow particles prepared according to example N 1 are washed with bi-distilled water and then sterilized in an autoclave at 120 ° C. pressure of 1.2 bar for 20 min. The particles are then washed under laminar flow host with DMEM cell culture medium (Dulbecco's Modified Eagle's Medium, Sigma) and then placed in the reservoir of the particle loading device. PC12 rat carcinoma cells (Greene L.A. et al., 1976, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S.A, 73, 2424-28) are suspended in medium
de culture DMEM neuf et placées dans la seringue de l'appareil de chargement automatique. of new DMEM culture and placed in the syringe of the automatic loading device.
Puis l'appareil est mis en marche.Then the device is switched on.
Les particules creuses encapsulant les cellules PC 12 sont récupérées et mises immédiatement The hollow particles encapsulating the PC 12 cells are recovered and put immediately
à l'étuve à 37 C dans du milieu de culture cellulaire DMEM. in an oven at 37 ° C. in DMEM cell culture medium.
Pour la mesure de la viabilité des cellules ainsi encapsulées, les particules creuses sont fragmentées mécaniquement et les cellules libérées sont reprises par du milieu de culture DMEM. Leur viabilité est caractérisée par la mesure de l'activité déshydrogénase des mitochondries (test toxicologique XTT, Sigma). Les résultats montrent que les cellules ainsi encapsulées sont vivantes et actives. Le test répété à intervalles de temps régulier indique que la viabilité et l'activité cellulaire sont maintenues après huit mois de conservation des To measure the viability of the cells thus encapsulated, the hollow particles are mechanically fragmented and the released cells are taken up in DMEM culture medium. Their viability is characterized by measuring the dehydrogenase activity of the mitochondria (toxicological test XTT, Sigma). The results show that the cells thus encapsulated are alive and active. The repeated test at regular time intervals indicates that the viability and the cellular activity are maintained after eight months of storage of the
particules chargées en cellules PC 12 dans le milieu de culture. particles loaded with PC 12 cells in the culture medium.
EXEMPLE N011EXAMPLE N011
Comparaison des cinétiques de dégradation enzymatique des particules en fonction du taux Comparison of kinetics of enzymatic degradation of particles as a function of the rate
de réticulation.of crosslinking.
La vitesse de dégradation de la paroi polysaccharidique des particules P(17) et P(8,5) de l'exemple N 1 est étudiée. Une quantité de 0,5 g de chaque type de particules est pesée puis est mise en présence d'amyloglucosidase (A 7255, Sigma) à une teneur de 40 mg dans 10 ml de tampon acétate. La suspension obtenue est placée dans un bain-marie à 55 C. Le glucose libéré par l'hydrolyse par l'amyloglucosidase de l'amidon réticulé est dosé en fonction du 1 5 temps. Le dosage est effectué par la méthode au DNS (acide di-nitro-salicylique) spécifique The degradation rate of the polysaccharide wall of particles P (17) and P (8.5) of Example N 1 is studied. 0.5 g of each type of particle is weighed and then placed in the presence of amyloglucosidase (A 7255, Sigma) at a content of 40 mg in 10 ml of acetate buffer. The suspension obtained is placed in a water bath at 55 C. The glucose released by the hydrolysis by amyloglucosidase of the crosslinked starch is assayed as a function of time. The assay is carried out by the specific DNS (di-nitro-salicylic acid) method
des sucres réducteurs pour les deux échantillons et pour une gamme de glucose témoin. reducing sugars for both samples and for a range of control glucose.
Les résultats obtenus exprimés en pourcentage de sucre libéré, sont les suivants: temps particules P(8,5) particules P(17) The results obtained, expressed as a percentage of released sugar, are as follows: time particles P (8.5) particles P (17)
0 0% 0%0 0% 0%
i5 mn 17% 3% 1h 36% 9 % 2h 72 % 22 % 3h 80 % 38 % 4h 84% 61% 5h 90 % 65 % 2.4 i5 min 17% 3% 1h 36% 9% 2h 72% 22% 3h 80% 38% 4h 84% 61% 5h 90% 65% 2.4
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2001
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