FR2815887A1 - Faisceau de fibres creuses pour un appareil pour le traitement extracorporel du sang et du plasma et son procede de fabrication - Google Patents
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Abstract
L'invention a pour objet un faisceau de fibres creuses destiné à constituer la membrane d'un appareil pour le traitement du sang ou du plasma par circulation extracorporelle, caractérisé en ce que : - la répartition des fibres creuses dans le faisceau est hétérogène, et - le diamètre interne et l'épaisseur de la paroi des fibres creuses situées dans les zones les plus denses en fibres creuses sont supérieurs, respectivement, au diamètre interne et à l'épaisseur de la paroi des fibres creuses situées dans les zones les moins denses en fibres creuses. L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'un tel faisceau et un appareil comprenant un tel faisceau.
Description
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FAISCEAU DE FIBRES CREUSES POUR UN APPAREIL POUR LE TRAITEMENT EXTRACORPOREL DU SANG ET DU PLASMA ET SON PROCEDE DE FABRICATION La présente invention se rapporte à un faisceau de fibres creuses pour un appareil pour le traitement du sang ou du plasma par circulation extracorporelle et un procédé de fabrication du faisceau de fibres creuses constituant la membrane semi-perméable de cet appareil.
Des appareils à membrane pour le traitement du sang ou du plasma par circulation extracorporelle sont utilisés dans diverses applications médicales ou paramédicales telles que : traitement de l'insuffisance rénale par dialyse ou hémofiltration, plasmaphérèse et aphérèse à visée thérapeutique et non thérapeutique, oxygénation du sang, immunoépuration, etc.
D'une manière générale, les membranes semi-perméables peuvent être classées en fonction de leur perméabilité hydraulique en membranes bas flux, en membranes moyen flux et en membranes haut flux.
La perméabilité hydraulique décrit la quantité d'eau qui peut être ultrafiltrée au travers d'une membrane semi-perméable de surface active déterminée, avec une pression trans-membranaire déterminée dans une période de temps déterminée. Simultanément à 1'ultrafiltration d'eau, des sels et des toxines traversen la membrane semi-perméable. L'élimination des différents solutés dépend du paramètre de la membrane appelé taux de rejet ou transmittance (transmittance 1 ou taux de rejet nul pour les solutés traversants, sans changement de concentration de part et d'autre de la membrane, taux de rejet 100 % et transmittance nulle pour les solutés totalement rejetés). On rappelle que la transmittance est définie pour une molécule déterminée comme le rapport de la concentration de la molécule dans l'eau ultrafiltrée (ultrafiltrat) à sa concentration moyenne dans la fraction non filtrée du sang Avec les membranes semi-perméables dites haut flux, c'est-à-dire dont la perméabilité hydraulique est au moins égale à 31. 10'2m3/s. Pa. m2 (15mt/h. mmHg. m), ta quantité d'eau extraite du sang doit être régulée à l'aide d'un contrôleur d'extraction d'eau. Les appareils munis d'une membrane haut-flux présentent un risque de filtration inverse ou rétrofiltration, qui consiste en une migration d'une partie de la solution de dialyse dans le sang.
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Or, la solution de dialyse, qui a une composition électrolytique voisine d'un liquide extracellulaire normal, est le plus souvent une solution aqueuse non stérile. Avant utilisation, la solution de dialyse est normalement dépourvue de solutés à éliminer du sang, mais peut contenir des substances étrangères ou pyrogènes, par exemple par suite d'une contamination microbienne. En effet, la solution de dialyse n'est pas destinée à être injectée dans le sang et n'a donc pas la qualité d'un liquide injectable. Avec la filtration inverse, il existe alors un risque de faire entrer des substances étrangères ou pyrogènes dans le sang avec la solution de dialyse.
Il est connu de minimiser la filtration inverse en utilisant des membranes semi-perméables à bas flux, dont la perméabilité hydraulique est inférieure à 12,5. 10-12m3/s. Pa. m (6mt/h. mmHg. m2), ou des membranes semi-perméables moyen flux, dont la perméabilité est entre environ 12,5 et environ 31. 10'2m3/s. Pa. m2 (entre environ 6 et environ 15 mllh. mmHg. m2). Cependant, la diminution de la perméabilité hydraulique s'accompagne généralement d'une diminution des transmittances, c'est-à-dire d'une diminution de la fraction de certaines molécules qui passent par convection à travers les pores de la membrane et que l'on souhaite éliminer du sang.
Un but de l'invention est donc un appareil pour le traitement du sang ou du plasma par circulation extracorporelle comprenant une membrane semiperméable ayant une perméabilité hydraulique globale réduite pour limiter les risques de filtration inverse, tout en présentant des transmittances satisfaisantes, en particulier celles pour les toxines et les protéines.
Un autre but de l'invention est un appareil pour le traitement du sang ou du plasma par circulation extracorporelle comprenant une membrane semiperméable dont les performances (perméabilité hydraulique, transmittances) peuvent être ajustées, dans une certaine mesure, indépendamment les unes des autres de façon que la perméabilité hydraulique de la membrane soit bas flux, moyen flux ou haut flux, tandis que les transmittances, en particulier celles pour les toxines et les protéines, soient maintenues à des valeurs satisfaisantes.
Pour atteindre ces buts, on prévoit, conformément à un premier aspect de l'invention, un faisceau de fibres creuses destiné à constituer la membrane semi-perméable d'un appareil pour le traitement du sang ou du plasma par circulation extracorporelle, caractérisé en ce que :
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- la répartition des fibres creuses dans le faisceau est hétérogène, et - le diamètre interne et l'épaisseur de la paroi des fibres creuses situées dans les zones les plus denses en fibres creuses sont supérieurs,
respectivement, au diamètre interne et à l'épaisseur de la paroi des fibres creuses situées dans les zones les moins denses.
respectivement, au diamètre interne et à l'épaisseur de la paroi des fibres creuses situées dans les zones les moins denses.
De préférence, le diamètre interne et l'épaisseur de la paroi des fibres creuses situées dans les zones les moins denses en fibres creuses sont, respectivement, au minimum de 180 microns et 40 microns.
Selon une variante de l'invention : - l'hétérogénéité de la répartition des fibres creuses dans le faisceau correspond à une densité en fibres creuses plus élevée au moins sur une partie de la périphérie du faisceau, par comparaison avec une densité en fibres creuses au centre du faisceau, et
- le diamètre interne et l'épaisseur de la paroi des fibres creuses situées à la périphérie du faisceau sont supérieurs, respectivement, au diamètre interne et à l'épaisseur de la paroi des fibres creuses situées au centre du faisceau.
- le diamètre interne et l'épaisseur de la paroi des fibres creuses situées à la périphérie du faisceau sont supérieurs, respectivement, au diamètre interne et à l'épaisseur de la paroi des fibres creuses situées au centre du faisceau.
Conformément à un second aspect de la présente invention, les buts précités sont atteints par un faisceau de fibres creuses destiné à constituer la membrane semi-perméable d'un appareil pour le traitement du sang ou du plasma par circulation extracorporelle, caractérisé en ce que : - la perméabilité hydraulique des fibres creuses dans le faisceau est hétérogène, et
- le rapport de la perméabilité hydraulique la plus élevée mesurée pour des fibres creuses du faisceau sur la perméabilité hydraulique la plus faible mesurée pour d'autres fibres creuses du même faisceau est au moins égal à environ 5.
- le rapport de la perméabilité hydraulique la plus élevée mesurée pour des fibres creuses du faisceau sur la perméabilité hydraulique la plus faible mesurée pour d'autres fibres creuses du même faisceau est au moins égal à environ 5.
Selon une variante de l'invention, l'hétérogénéité de la perméabilité hydraulique dans le faisceau correspond à une perméabilité hydraulique plus élevée au moins sur une partie de la périphérie du faisceau, par comparaison avec une perméabilité hydraulique des fibres du faisceau, de façon que le rapport de la perméabilité hydraulique la plus élevée mesurée à la périphérie du faisceau sur la perméabilité hydraulique la plus faible mesurée au centre du faisceau soit au moins égal à environ 5.
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Selon une autre variante de l'invention, l'hétérogénéité de la perméabilité hydraulique est associée à une hétérogénéité de la répartition des fibres creuses dans le faisceau, la perméabilité hydraulique étant plus élevée dans les zones les plus denses en fibres creuses et plus faible dans les zones les moins denses en fibres creuses.
Avantageusement, le diamètre interne et l'épaisseur de la paroi des fibres creuses situées dans les zones les plus denses en fibres creuses sont supérieurs, respectivement, au diamètre interne et à l'épaisseur de la paroi des fibres creuses situées dans les zones les moins denses en fibres creuses. Avantageusement encore, le diamètre interne et l'épaisseur de la paroi des fibres creuses situées dans les zones les moins denses en fibres creuses sont, respectivement, au minimum de 180 microns et 40 microns.
Selon un exemple de réalisation de l'invention, la perméabilité hydraulique globale du faisceau de fibres creuses varie de 10. 10. à 312. 10'm3/s. Pa. m2 (5 à 150 ml/h. mmHg. m2), la perméabilité hydraulique la plus faible mesurée au centre du faisceau est inférieure à 17. 10'm3/s. Pa. m2 (8 ml/h. mmHg. m2) et la perméabilité hydraulique la plus élevée mesurée à la périphérie du faisceau est supérieure à 42. 10'm3/s. Pa. m2 (20 ml/h. mmHg. m2).
Selon un autre exemple de réalisation, la perméabilité hydraulique globale du faisceau de fibres creuses varie de 42. 10'2 à 146. 10'm3/s. Pa. m2 (20 à 70 ml/h. mmHg. m2), la perméabilité hydraulique la plus faible mesurée au centre du faisceau est inférieure à 17. 10-12m3/s. Pa. m2 (8m)/h. mmHg. m), ta perméabilité hydraulique la plus élevée mesurée à la périphérie du faisceau est supérieure à 83. 10'2m3/s. Pa. m2 (40 ml/h. mmHg. m2) et le rapport de la perméabilité hydraulique la plus élevée mesurée à la périphérie du faisceau sur la perméabilité hydraulique la plus faible mesurée au centre du faisceau est au moins égal à 10.
Dans le cadre de la présente invention, la perméabilité hydraulique globale Lp du faisceau est obtenue de façon classique par la mesure du temps t de filtration d'un volume V d'eau, à une pression transmembranaire moyenne P
de l'ordre de 50 à 500 mmHg au travers d'une surface S de membrane à une température donnée (voir la norme EN 12. 83). La perméabilité hydraulique Lp est exprimée en m3/s. Pa. m2 ou ml/h. mmHg. m2 et correspond à la formule (1) : Lp = V/ (tP. S) (1).
de l'ordre de 50 à 500 mmHg au travers d'une surface S de membrane à une température donnée (voir la norme EN 12. 83). La perméabilité hydraulique Lp est exprimée en m3/s. Pa. m2 ou ml/h. mmHg. m2 et correspond à la formule (1) : Lp = V/ (tP. S) (1).
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Pour évaluer l'hétérogénéité de la perméabilité hydraulique des fibres creuses à l'intérieur d'un faisceau, on a mis au point, dans le cadre de la présente invention, une méthode de mesure de la perméabilité hydraulique d'un sous-groupe de fibres creuses du faisceau, le nombre de fibres creuses du sous-groupe évalué étant sensiblement le même pour chaque mesure. La perméabilité hydraulique d'un sous-groupe de fibres creuses sera appelé, dans la description,"perméabilité hydraulique locale Lpi". D'une manière générale, la méthode de mesure de la perméabilité hydraulique locale Lpi d'un sous groupe de fibres creuses d'un faisceau de fibres creuses monté dans un boîtier tubulaire comprenant une ouverture latérale à une de ses extrémités, le faisceau de fibres creuses étant fixé dans le boîtier par un joint de colle à chacune de ses extrémités, et les joints de colle ayant été tranchés perpendiculairement à un axe longitudinal du faisceau pour ouvrir les fibres, comprend les étapes principales énoncées ci-après : - placer le boîtier renfermant le faisceau en position verticale, l'ouverture latérale étant disposée vers le bas, et réaliser une fermeture étanche de l'extrémité inférieure du boîtier ; - appliquer un tube gradué et calibré (12) en position verticale sur une portion de la surface tranchée supérieure du faisceau, pour former une liaison étanche entre eux ; - faire passer un liquide à un débit défini par l'ouverture latérale du boîtier ; - mesurer le temps t que met le liquide pour passer d'une première graduation à une seconde graduation du tube gradué (12) et calculer la perméabilité hydraulique locale Lpi à partir de la formule
Lpi = Vit. P. Si dans laquelle : . V représente le volume du tube entre les deux graduations ;
t représente le temps que met le liquide pour passer de la première graduation à la seconde graduation du tube ; P représente la pression transmembranaire ; Si représente la surface des fibres creuses appartenant au sousgroupe considéré dans la mesure.
Lpi = Vit. P. Si dans laquelle : . V représente le volume du tube entre les deux graduations ;
t représente le temps que met le liquide pour passer de la première graduation à la seconde graduation du tube ; P représente la pression transmembranaire ; Si représente la surface des fibres creuses appartenant au sousgroupe considéré dans la mesure.
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Les conditions de cette mesure sont représentées schématiquement sur la figure 1 annexée et détaillées ci-après. Les mesures de perméabilité hydraulique locale Lpi sont réalisées de préférence sur un appareil à fibres creuses prêt à l'emploi, pour le traitement du sang ou du plasma par circulation extracorporelle, donc après assemblage des divers composants de l'appareil à fibres creuses, en particulier montage du faisceau 1 de fibres creuses dans un boîtier tubulaire 2 comprenant, à chacune de ses extrémités, une ouverture latérale 5 et 6 (canal d'entrée/canal de sortie) et réalisation de l'empotage 3 et 4, après avoir séparé les fibres creuses les unes des autres au niveau de leurs extrémités, par exemple par ébouriffage ou brossage de leurs extrémités, manuellement ou au moyen d'un courant d'air. Ceci permet de séparer, au niveau de leurs extrémités, les fibres creuses collées entre elles et élimine un risque de fuites dans l'empotage. Comme il est bien connu, l'opération d'empotage consiste à assujettir les deux extrémités du faisceau de fibres creuses par collage au moyen d'un joint dans lequel les fibres sont noyées sur une partie de leur longueur, l'extrémité des fibres étant laissée ouverte. Ensuite, on effectue le tranchage des joints de colle dans lesquels les extrémités ouvertes des fibres creuses, assujetties par collage, sont substantiellement uniformément réparties. Pour les besoins de la mesure des perméabilités hydrauliques locales, on met le boîtier 2 renfermant le faisceau de fibres creuses en position verticale, on réalise une fermeture étanche de l'extrémité inférieure du boîtier (et, par conséquent, de la surface tranchée inférieure du faisceau) en le pressant sur une plaque 11 permettant d'assurer l'étanchéité, par exemple une plaque en un matériau plastique souple tel qu'une silicone. Ensuite, on fait passer un liquide, par exemple de l'eau ou un liquide de dialyse, à un débit par exemple de 80 ml/min par l'ouverture latérale inférieure 6 tandis que l'ouverture latérale supérieure 5 est fermée.
Un tube calibré 12, en position verticale, est appliqué sur une portion de la
surface tranchée supérieure du faisceau pour mesurer le débit localement à l'extrémité supérieure du boîtier. Pour effectuer la mesure, on applique fortement le tube calibré 12 contre la partie de la surface tranchée supérieure que l'on souhaite évaluer (sur la figure, contre le centre du faisceau de fibres creuses), ce qui permet de réaliser une liaison étanche entre la surface tranchée supérieure et le tube calibré 12. On impose un débit de liquide par l'ouverture latérale inférieure 6 du boîtier 2 et on mesure le temps t que met le liquide pour passer d'une première graduation 13 déterminée à une seconde graduation 14 déterminée, prévues sur le tube calibré 12. A partir du débit local mesuré (correspondant au volume V défini du tube 12 entre les deux
surface tranchée supérieure du faisceau pour mesurer le débit localement à l'extrémité supérieure du boîtier. Pour effectuer la mesure, on applique fortement le tube calibré 12 contre la partie de la surface tranchée supérieure que l'on souhaite évaluer (sur la figure, contre le centre du faisceau de fibres creuses), ce qui permet de réaliser une liaison étanche entre la surface tranchée supérieure et le tube calibré 12. On impose un débit de liquide par l'ouverture latérale inférieure 6 du boîtier 2 et on mesure le temps t que met le liquide pour passer d'une première graduation 13 déterminée à une seconde graduation 14 déterminée, prévues sur le tube calibré 12. A partir du débit local mesuré (correspondant au volume V défini du tube 12 entre les deux
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graduations 13, 14, en relation avec le temps t de passage du liquide entre les deux graduations 13 et 14) et des valeurs connues de la pression transmembranaire P et de la surface Si des fibres creuses appartenant au sous-groupe pour lequel une mesure de débit local est effectué, on calcule la perméabilité hydraulique locale Lpi selon la formule (II) suivante : Lpi = V/ (t. P. Si) (II). Les dimensions du tube calibré 12 ne sont pas critiques. Elles sont appropriées pour permettre une mesure locale de débit. Ainsi, le tube calibré 12 peut avoir un diamètre de 3, 2 cm et une hauteur de l'ordre de 50 cm.
On notera que la perméabilité hydraulique locale mesurée avec la méthode précitée correspond en fait à une filtration inverse (passage du liquide du compartiment dialysat au compartiment sang délimité classiquement, notamment par l'intérieur des fibres creuses), mais d'autres essais réalisés
par le demandeur ont montré que la valeur de la perméabilité hydraulique des fibres creuses ne dépend pas du sens de passage du liquide.
par le demandeur ont montré que la valeur de la perméabilité hydraulique des fibres creuses ne dépend pas du sens de passage du liquide.
En effectuant des mesures de perméabilité hydraulique localement sur l'ensemble de la surface tranchée supérieure du faisceau de fibres creuses, on peut réaliser la cartographie de la perméabilité hydraulique locale montrant sa variation selon la zone de mesure. A cet égard, on notera que le nombre de fibres creuses évaluées lors de chaque mesure de la perméabilité hydraulique locale est sensiblement constant. En effet, l'opération de séparation des fibres creuses les unes des autres, au niveau de leurs extrémités, préalablement à l'empotage, permet d'homogénéiser la densité des fibres creuses, au niveau des extrémités du faisceau.
Conformément à la présente invention, les appareils pour le traitement du sang ou du plasma par circulation extracorporelle renferment un faisceau composé d'un ensemble de fibres creuses qui diffèrent entre elles par leur perméabilité hydraulique, certaines fibres creuses étant bas flux tandis que d'autres fibres creuses sont haut flux. Globalement, les appareils selon la présente invention présentent l'avantage de pouvoir être à haut flux, moyen flux ou bas flux, selon les valeurs des perméabilités hydrauliques locales des fibres creuses dans le faisceau.
En outre, les appareils selon l'invention présentent l'avantage d'atteindre des valeurs de transmittance supérieures à celles obtenues avec des appareils classiques ayant une perméabilité hydraulique équivalente.
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Ainsi, dans le cadre de la présente invention, les appareils peuvent atteindre une transmittance pour le cytochrome C variant d'environ 0, 1 à environ 0, 6 (mesurée dans les conditions de la norme EN 12.83) avec des valeurs de perméabilité hydraulique globale variant de 20. 10-12 à 312. 10'W/s. Pa. m2 (10à150ml/h.mmHg.m2).
Selon une variante de l'invention, pour fabriquer les appareils à fibres creuses selon l'invention, on choisit des fibres creuses constituées majoritairement de polyarylsulfone. De préférence, elles contiennent des unités récurrentes de formules (1) ou (II) suivantes :
La polyarylsulfone de formule (1), qui contient dans la chaîne des radicaux alcoyle, en particulier des radicaux méthyle, est appelée polysulfon. La polyarylsulfone de formule (II), qui présente simplement des radicaux aryle, qui sont reliés les uns aux autres par une liaison éther ou une liaison sulfone, est appelée polyéthersulfone.
La polyarylsulfone de formule (1), qui contient dans la chaîne des radicaux alcoyle, en particulier des radicaux méthyle, est appelée polysulfon. La polyarylsulfone de formule (II), qui présente simplement des radicaux aryle, qui sont reliés les uns aux autres par une liaison éther ou une liaison sulfone, est appelée polyéthersulfone.
L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'un faisceau de fibres creuses, constituées majoritairement de polyarylsulfone, utile en tant que membrane semi-perméable dans un appareil pour le traitement du sang ou du plasma par circulation extracorporelle, ce procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de : (a) préparer un faisceau de fibres creuses avec une répartition hétérogène des fibres à l'intérieur du faisceau en ce sens que la densité des fibres creuses est plus élevée dans certaines zones du faisceau que dans d'autres zones ; (b) monter le faisceau de fibres creuses dans un boîtier tubulaire comprenant deux ouvertures axiales ;
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(c) faire circuler un gaz chaud et sec, inerte chimiquement vis-à-vis des fibres creuses, de préférence de l'air chaud et sec, dans le faisceau de fibres creuses, non maintenu à ses extrémités, à une température et à un débit appropriés pour engendrer une hétérogénéité géométrique des fibres creuses dans le faisceau en terme de diamètre interne et d'épaisseur de la paroi des fibres creuses ; (d) arrêter la circulation du gaz chaud et sec lorsque l'hétérogénéité géométrique des fibres creuses est obtenue.
L'ajustement des conditions opératoires des étapes (a) et (c) permet d'agir sur les performances des appareils pour le traitement extracorporel du sang, en particulier sur les perméabilités hydrauliques.
Par gaz chaud et sec, on entend, dans le cadre de la présente invention, un gaz chaud dont l'humidité relative n'excède pas 10%, à la température d'utilisation du gaz. De préférence, la température du gaz chaud et sec, à l'entrée dans le faisceau de fibres creuses, varie de 75 C à 1300 C, encore mieux de 90 C à 120 C.
De préférence, le débit du gaz chaud et sec, à l'entrée dans le faisceau de fibres creuses, varie de 2 à 5 m3 par heure.
De préférence, la durée de l'étape (c), consistant en la circulation d'un gaz chaud et sec dans le faisceau de fibres creuses, est de l'ordre de 1 à 4 heures.
De préférence, la circulation du gaz chaud et sec est arrêtée lorsque la température du gaz, à la sortie du boîtier tubulaire, est sensiblement égale à la température du gaz à l'entrée du boîtier tubulaire.
L'invention a également pour objet un faisceau de fibres creuses résultant de la mise en couvre du procédé de fabrication décrit ci-dessus.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit, correspondant à des variantes et des exemples de réalisation de la présente invention.
On se reportera également aux dessins annexés sur lesquels :
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- la figure 1 représente une vue en coupe longitudinale schématique du dispositif de mesure de la perméabilité hydraulique locale selon l'invention ; - la figure 2 représente une vue en perspective, schématique et partielle, d'un dispositif de trancannage ; - la figure 3 représente une vue en perspective schématique de deux chariots du dispositif de trancannage, servant à guider des fibres creuses dans une goulotte semi-cylindrique ; - la figure 4 représente un exemple de variation dans le temps de l'amplitude du mouvement de va-et-vient des chariots de guidage des fibres creuses ; - la figure 5 représente une vue en coupe transversale schématique d'un faisceau de fibres creuses après une étape de trancannage effectuée dans les conditions énoncées à la figure 4 ; - les figures 6a, 6b, 6c et 6d montrent l'influence des conditions de circulation de l'air chaud et sec dans le faisceau de fibres creuses sur la perméabilité hydraulique des fibres creuses ; - la figure 7 montre la corrélation entre la longueur de la fibre creuse après circulation de l'air chaud et sec et sa perméabilité hydraulique ; Pour illustrer l'invention de façon détaillée, on décrira, ci-après, la fabrication d'un type particulier d'appareil pour le traitement extracorporel du sang, conforme à la présente invention.
On prépare une solution de polymère à filer qui contient : 14 % en poids de polyarylsulfone, en particulier une polyéther- sulfone (de poids moléculaire en poids Mw égal à 70000 Daltons), miscible dans le N-méthylpyrrolidone (NMP) ;
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. 5 % en poids d'un mélange de polyvinylpyrrolidone (PVP) de type
K30 et K90, miscible avec l'eau et la NMP ; 1 % en poids d'eau ; 80 % en poids de NMP.
K30 et K90, miscible avec l'eau et la NMP ; 1 % en poids d'eau ; 80 % en poids de NMP.
Le mélange est effectué à une température élevée, de l'ordre de 80-90 C en appliquant des forces de cisaillement élevées. Ensuite, on refroidit la solution, de préférence à 20 C.
Pour obtenir une fibre creuse, on extrude la solution polymère susmentionnée à travers une filière comportant deux ouvertures circulaires concentriques, une ouverture annulaire externe pour extruder la solution polymère et une ouverture centrale interne pour le passage du liquide de centrage et de précipitation de la fibre creuse. Les diamètres externe et interne de l'ouverture annulaire externe de la filière sont respectivement égal à 500 microns et 350 microns, et le diamètre de l'ouverture centrale interne est égal à 170 microns.
La composition du liquide de centrage et de précipitation de la fibre creuse est, dans cet exemple, un mélange homogène (en % en poids) de 44 % de NMP, 55 % d'eau et 1 % de PVP.
Dans les conditions de cet exemple, on forme une fibre creuse ayant un diamètre interne de 215 um et une épaisseur de paroi de 50 um.
Ensuite, on lave soigneusement la fibre creuse avec de l'eau dépourvue d'éléments pyrogènes en la faisant passer dans plusieurs bains, sans l'étirer.
2. Fabrication du faisceau de fibres creuses
Conformément à l'invention, en sortie de filature, après précipitation et lavage des fibres creuses, on prépare un faisceau de fibres creuses, sensiblement rectiligne, avec une répartition hétérogène de fibres à l'intérieur du faisceau, selon laquelle la densité des fibres creuses est plus élevée à la périphérie du faisceau et moins élevée au centre du faisceau. La nature chimique des fibres creuses est, dans cet exemple, identique dans l'ensemble du faisceau.
Conformément à l'invention, en sortie de filature, après précipitation et lavage des fibres creuses, on prépare un faisceau de fibres creuses, sensiblement rectiligne, avec une répartition hétérogène de fibres à l'intérieur du faisceau, selon laquelle la densité des fibres creuses est plus élevée à la périphérie du faisceau et moins élevée au centre du faisceau. La nature chimique des fibres creuses est, dans cet exemple, identique dans l'ensemble du faisceau.
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La préparation du faisceau de fibres, dans cet exemple, comporte une étape de trancannage, réalisée à l'aide d'un dispositif de trancannage (représenté schématiquement sur les figures 2 et 3 annexées). Le
trancannage est une opération qui consiste à structurer le faisceau de fibres et conduit à un agencement de fibres croisées. Pour ce faire, le dispositif de trancannage comprend : - un tambour 20 ayant une surface d'enroulement 21 à section polygonale régulière, pouvant être entraîné en rotation autour de son axe de symétrie 22, chaque côté de la surface d'enroulement 21 du tambour 20 étant muni d'une goulotte semi-cylindrique 23, les axes 24 des goulottes semi-cylindriques 23, qui sont alignées autour du tambour 20, étant coplanaires, et - au moins un chariot 30 (en l'occurrence deux chariots 30) portant au moins un groupe de roulettes de guidage (non représenté), situé à une certaine distance du tambour 20, pour guider et amener au moins une fibre creuse 40 (ou au moins un toron de fibres creuses) dans les goulottes semi-cylindriques 23, chaque chariot 30 étant mobile selon un mouvement de va-et-vient perpendiculaire au plan contenant les axes 24 des goulottes 23, avec une amplitude variable n'excédant pas le diamètre des goulottes semi-cylindriques.
trancannage est une opération qui consiste à structurer le faisceau de fibres et conduit à un agencement de fibres croisées. Pour ce faire, le dispositif de trancannage comprend : - un tambour 20 ayant une surface d'enroulement 21 à section polygonale régulière, pouvant être entraîné en rotation autour de son axe de symétrie 22, chaque côté de la surface d'enroulement 21 du tambour 20 étant muni d'une goulotte semi-cylindrique 23, les axes 24 des goulottes semi-cylindriques 23, qui sont alignées autour du tambour 20, étant coplanaires, et - au moins un chariot 30 (en l'occurrence deux chariots 30) portant au moins un groupe de roulettes de guidage (non représenté), situé à une certaine distance du tambour 20, pour guider et amener au moins une fibre creuse 40 (ou au moins un toron de fibres creuses) dans les goulottes semi-cylindriques 23, chaque chariot 30 étant mobile selon un mouvement de va-et-vient perpendiculaire au plan contenant les axes 24 des goulottes 23, avec une amplitude variable n'excédant pas le diamètre des goulottes semi-cylindriques.
L'étape de trancannage consiste à enrouler, sur le tambour 20, entraîné en rotation autour de son axe de symétrie 22, au moins une fibre creuse 40 qui est amenée et guidée par les roulettes de guidage d'au moins un chariot 30 dans les goulottes semi-cylindriques 23 tournant avec le tambour 20, et à remplir les goulottes 23. Dans cet exemple, le mouvement de va-et-vient des deux chariots 30 est en opposition de
phase et le mouvement de va-et-vient de chaque chariot 30 varie dans le temps comme indiqué sur la figure 4, au cours du remplissage des goulottes 23 conduisant à la formation des faisceaux de fibres creuses : (1) au début, pour le remplissage du fond des goulottes semi- cylindriques 23, l'amplitude du mouvement de va-et-vient est faible ; (2) ensuite, l'amplitude du mouvement de va-et-vient varie régulièrement en croissant jusqu'à atteindre un plateau correspondant à une valeur inférieure au diamètre des goulottes semi-cylindriques 23 ;
phase et le mouvement de va-et-vient de chaque chariot 30 varie dans le temps comme indiqué sur la figure 4, au cours du remplissage des goulottes 23 conduisant à la formation des faisceaux de fibres creuses : (1) au début, pour le remplissage du fond des goulottes semi- cylindriques 23, l'amplitude du mouvement de va-et-vient est faible ; (2) ensuite, l'amplitude du mouvement de va-et-vient varie régulièrement en croissant jusqu'à atteindre un plateau correspondant à une valeur inférieure au diamètre des goulottes semi-cylindriques 23 ;
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(3) ensuite, l'amplitude du mouvement de va-et-vient est maintenue constante un certain temps ; et (4) enfin, l'amplitude du mouvement de va-et-vient varie régulièrement en décroissant jusqu'à une valeur très faible.
En outre, pendant les étapes (1) à (4) précitées, la vitesse de rotation du tambour 20 est sensiblement constante et la vitesse de déplacement de chaque chariot 30 est sensiblement constante.
De préférence, les fibres sont agencées en faisceau immédiatement après leur fabrication. Entre le dispositif de filature et le dispositif de trancannage, elles sont maintenues sous tension sans être étirées. Elles sont enroulées sur le tambour 20 à une vitesse linéaire constante (vitesse linéaire du tambour 20 en rotation autour de son axe de symétrie 22) comprise entre 20 et 80 mètres/minute. Comme indiqué ci-dessus, sur la surface d'enroulement 21 du tambour 20, sont fixées des goulottes semicylindriques 23 correspondant à autant de faisceaux à fabriquer. Dans cet exemple, le diamètre des goulottes 23 est légèrement supérieur au diamètre des faisceaux de fibres creuses avant qu'ils ne soient soumis à une circulation d'air chaud et sec, tandis que la longueur des goulottes est légèrement inférieure à celle des faisceaux de fibres creuses. Ainsi, dans cet exemple, le diamètre des goulottes est de 45 mm et leur longueur est de 280 mm. Douze goulottes semi-cylindriques 23 sont montées sur le tambour 20.
Dans cet exemple, les fibres creuses en sortie de filature sont réparties en deux groupes de fibres à l'aide de roulettes de séparation fixes (non représentées), chaque groupe de fibres étant guidé séparément par un groupe de roulettes solidaires et mobiles portées respectivement par l'un et l'autre des chariots 30. Les deux groupes de fibres creuses se rejoignent enfin sur les goulottes 23 alors qu'ils sont enroulés autour du tambour 20. Comme indiqué plus haut, les deux chariots 30 se déplacent selon un mouvement de va-et-vient en opposition de phase, avec une amplitude variable, en l'occurrence de 0 à 40 mm. Avantageusement, chaque chariot 30 effectue un nombre impair et non entier de mouvements dans une même direction par tour du tambour 20 variant de 3 à 15, de préférence 7,1 mouvements dans une même direction.
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Le déplacement des deux chariots 30 qui guident les fibres 40 vers les goulottes 23, avec une vitesse linéaire constante et une amplitude variable, influence la structure du faisceau de fibres creuses. En effet, la densité des fibres disposées dans la goulotte est inversement proportionnelle à l'amplitude du déplacement des chariots 30 : plus l'amplitude de déplacement est faible, plus la densité des fibres placées dans les goulottes 23 augmente. L'étape de trancannage contribue dès lors à une répartition hétérogène des fibres creuses avec une densité en fibres plus élevée dans certaines parties du faisceau. En l'occurrence, les faisceaux de fibres creuses, après qu'ils aient été conformés suivant les conditions de variation dans le temps de l'amplitude du mouvement de vaet-vient des chariots 30 de guidage indiquées sur la figure 4, ont une densité plus élevée à la périphérie, par comparaison avec la densité au centre (se reporter à la figure 5). En outre, chaque faisceau comporte deux zones périphériques longitudinales et opposées où les densités en fibres creuses sont les plus élevées : ces deux zones correspondent au début et à la fin du remplissage des goulottes 23.
Bien entendu, on peut faire varier différemment l'amplitude du mouvement de va-et-vient des chariots 30 en fonction du temps, et ainsi obtenir une répartition des fibres creuses différente de celle précisée ci-dessus, les zones les plus denses en fibres creuses n'étant alors pas nécessairement à la périphérie du faisceau.
Lorsque le nombre prédéfini de fibres creuses par goulottes 23 est atteint, on arrête la rotation du tambour 20, on ferme les goulottes 23 avec un couvercle semi-cylindrique (non représenté) et on coupe les fibres entre chaque goulotte 23.
Ensuite, dans cet exemple, on transfère chaque faisceau de fibres creuses dans un boîtier tubulaire comprenant deux ouvertures axiales et deux ouvertures latérales.
Après égalisation de la longueur des fibres creuses pour chaque faisceau, on effectue les opérations nécessaires au séchage des faisceaux de fibres. Si nécessaire, on procède d'abord à l'élimination du liquide présent à l'intérieur des fibres creuses, de préférence par une opération de centrifugation.
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Ensuite, conformément à l'invention, de l'air chaud et sec est mis en circulation dans les faisceaux de fibres creuses non maintenus à leurs extrémités, l'air chaud et sec entrant par une ouverture axiale du boîtier et sortant par l'autre ouverture axiale du boîtier, les deux ouvertures latérales du boîtier étant fermées.
La circulation de l'air chaud et sec est réalisée selon les conditions opératoires précitées de température, débit et durée, appropriées pour engendrer une hétérogénéité géométrique des fibres creuses dans le faisceau (c'est-à-dire des différences de diamètre interne et d'épaisseur de paroi des fibres entre elles) et une hétérogénéité de la densité des fibres creuses dans le faisceau.
Avantageusement, l'air chaud et sec est insufflé par l'une des ouvertures axiales du boîtier avec un front de vitesse de circulation homogène sur toute cette ouverture, selon un régime turbulent.
L'air chaud et sec introduit dans le boîtier rencontre des zones plus denses en fibres creuses (en périphérie du faisceau) et passe
préférentiellement dans des zones moins denses (en particulier au centre du faisceau). En outre, la circulation d'air chaud dans le boîtier a tendance à déplacer et contraindre les fibres creuses vers la périphérie du faisceau, contre les parois du boîtier. Cette étape de séchage contribue donc également à une hétérogénéité de la répartition des fibres creuses dans le faisceau.
préférentiellement dans des zones moins denses (en particulier au centre du faisceau). En outre, la circulation d'air chaud dans le boîtier a tendance à déplacer et contraindre les fibres creuses vers la périphérie du faisceau, contre les parois du boîtier. Cette étape de séchage contribue donc également à une hétérogénéité de la répartition des fibres creuses dans le faisceau.
Par ailleurs, du fait du passage préférentiel de l'air chaud dans la partie centrale du faisceau, les fibres à l'intérieur du faisceau ont plus de retrait (longueur, diamètres interne et externe et épaisseur) que celles situées à la périphérie du faisceau.
Avec un tel faisceau de fibres creuses, on peut fabriquer un appareil pour le traitement du sang ou du plasma qui présente des risques de filtration inverse réduits, une perméabilité hydraulique globale ajustable selon les besoins et des transmittances supérieures à celles d'un appareil classique ayant une perméabilité hydraulique similaire.
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Egalement, avec un tel faisceau, on peut fabriquer un appareil pour le traitement du sang ou du plasma dont les performances (perméabilité hydraulique, transmittances) peuvent être ajustées, dans une certaine mesure, indépendamment les unes des autres, de façon que la perméabilité hydraulique de la membrane soit bas flux, moyen flux ou haut flux, tandis que les transmittances, en particulier celles pour les toxines et les protéines, sont maintenues à des valeurs supérieures à celles d'un appareil classique ayant une perméabilité hydraulique similaire.
Les dernières étapes nécessaires pour finir la fabrication d'un appareil pour le traitement du sang ou du plasma par circulation extracorporelle selon l'invention, après l'arrêt de la circulation d'air chaud et sec dès que le faisceau de fibres creuses est suffisamment sec pour permettre son empotage, sont classiques. Il s'agit principalement des étapes : - d'homogénéisation de la répartition des fibres, limitée aux extrémités du faisceau ; - d'empotage consistant à assujettir les deux extrémités du faisceau de fibres creuses par collage au moyen d'un joint dans lequel les fibres sont noyées sur une partie de leur longueur, l'extrémité des fibres étant laissée ouverte ; - de tranchage des extrémités du faisceau ; - de fermeture du boîtier tubulaire à ses deux extrémités par des
embouts ; - de stérilisation de l'appareil médical.
embouts ; - de stérilisation de l'appareil médical.
Exemples 1 à 5 Des dialyseurs comprenant environ 8000 fibres creuses en polyéthersulfone ont été fabriqués et assemblés en suivant les conditions énoncées dans la description détaillée ci-dessus.
Seules les conditions de circulation de l'air chaud et sec diffèrent d'un exemple à un autre.
<Desc/Clms Page number 17>
Le tableau ci-dessous donne ces conditions.
<tb>
<tb>
<tb>
Débit <SEP> et
<tb> Exemple
<tb> (m3/h) <SEP> tubulaire
<tb> Exemple <SEP> comparatif <SEP> 1260
<tb> 2 <SEP> 2 <SEP> 110
<tb> 3 <SEP> 2 <SEP> 120
<tb> 4 <SEP> 4 <SEP> 110
<tb> 5 <SEP> 4 <SEP> 120
<tb>
A partir des résultats des mesures de perméabilité locale Lpi, on a établi mathématiquement par régression quatre cartes : se reporter aux figures 6a, 6b, 6c et 6d jointes en annexe, qui correspondent, respectivement, aux exemples 2,3, 4 et 5. Sur les figures 6a, 6b, 6c et 6d : - les axes des abscisses et des ordonnées, graduées de-50 mm à +50 mm, représentent deux directions, perpendiculaires entre elles, de
l'une des surfaces tranchées des extrémités du faisceau de fibres creuses ; - chaque courbe, fermée ou non, marquée en pointillés ou en un trait continu, représente les points de même perméabilité hydraulique locale
Lpi, exprimée en ml/h. mmHg. m2 ; - la courbe centrale, marquée en pointillés, représente les points de
M2. perméabilité hydraulique locale Lpi, égale à 0 ml/h. mmHg. m2 ; - la variation entre deux courbes successives est de 10 ml/h. mmHg. m2 ; - la série chiffrée donnée avec chaque figure donne les valeurs successives de perméabilité hydrauliques locales Lpi au niveau de chaque courbe en partant de la courbe centrale.
<tb> Exemple
<tb> (m3/h) <SEP> tubulaire
<tb> Exemple <SEP> comparatif <SEP> 1260
<tb> 2 <SEP> 2 <SEP> 110
<tb> 3 <SEP> 2 <SEP> 120
<tb> 4 <SEP> 4 <SEP> 110
<tb> 5 <SEP> 4 <SEP> 120
<tb>
A partir des résultats des mesures de perméabilité locale Lpi, on a établi mathématiquement par régression quatre cartes : se reporter aux figures 6a, 6b, 6c et 6d jointes en annexe, qui correspondent, respectivement, aux exemples 2,3, 4 et 5. Sur les figures 6a, 6b, 6c et 6d : - les axes des abscisses et des ordonnées, graduées de-50 mm à +50 mm, représentent deux directions, perpendiculaires entre elles, de
l'une des surfaces tranchées des extrémités du faisceau de fibres creuses ; - chaque courbe, fermée ou non, marquée en pointillés ou en un trait continu, représente les points de même perméabilité hydraulique locale
Lpi, exprimée en ml/h. mmHg. m2 ; - la courbe centrale, marquée en pointillés, représente les points de
M2. perméabilité hydraulique locale Lpi, égale à 0 ml/h. mmHg. m2 ; - la variation entre deux courbes successives est de 10 ml/h. mmHg. m2 ; - la série chiffrée donnée avec chaque figure donne les valeurs successives de perméabilité hydrauliques locales Lpi au niveau de chaque courbe en partant de la courbe centrale.
Les figures 6a, 6b, 6c et 6d mettent en évidence des valeurs de perméabilités hydrauliques locales Lpi supérieures en périphérie du faisceau à celles mesurées au centre du faisceau.
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Le tableau ci-dessous montre également l'influence des conditions de circulation de l'air chaud et sec sur les perméabilités hydrauliques globale et locales, Lpi, mesurées avant stérilisation.
<tb>
<tb>
<tb>
Perméabilité <SEP> hydraulique <SEP> (en <SEP> mlth. <SEP> mmHg. <SEP> m2)
<tb> Exemple <SEP> no <SEP> globale <SEP> minimale <SEP> au <SEP> maximale <SEP> à <SEP> la <SEP> Rapport
<tb> centre <SEP> du <SEP> périphérie <SEP> du <SEP> max/min
<tb> faisceau <SEP> faisceau
<tb> 1 <SEP> (comparatif) <SEP> 200 <SEP> 200 <SEP> 200 <SEP> 1
<tb> 2 <SEP> 30 <SEP> 1,5 <SEP> 80 <SEP> 53
<tb> 3 <SEP> 25 <SEP> 0,9 <SEP> 63 <SEP> 70
<tb> 4 <SEP> 23 <SEP> 4,1 <SEP> 98 <SEP> 24
<tb> 5 <SEP> 18 <SEP> 1,5 <SEP> 46 <SEP> 30
<tb>
Dans le tableau ci-après, on a reporté les dimensions de certaines fibres creuses avant et après circulation de l'air chaud et sec du faisceau de l'exemple 2. Les mesures de dimensions de fibres ont été réalisées avec un microscope optique et les résultats reportés ci-après dans le tableau correspondent à une moyenne des mesures sur 36 fibres.
<tb> Exemple <SEP> no <SEP> globale <SEP> minimale <SEP> au <SEP> maximale <SEP> à <SEP> la <SEP> Rapport
<tb> centre <SEP> du <SEP> périphérie <SEP> du <SEP> max/min
<tb> faisceau <SEP> faisceau
<tb> 1 <SEP> (comparatif) <SEP> 200 <SEP> 200 <SEP> 200 <SEP> 1
<tb> 2 <SEP> 30 <SEP> 1,5 <SEP> 80 <SEP> 53
<tb> 3 <SEP> 25 <SEP> 0,9 <SEP> 63 <SEP> 70
<tb> 4 <SEP> 23 <SEP> 4,1 <SEP> 98 <SEP> 24
<tb> 5 <SEP> 18 <SEP> 1,5 <SEP> 46 <SEP> 30
<tb>
Dans le tableau ci-après, on a reporté les dimensions de certaines fibres creuses avant et après circulation de l'air chaud et sec du faisceau de l'exemple 2. Les mesures de dimensions de fibres ont été réalisées avec un microscope optique et les résultats reportés ci-après dans le tableau correspondent à une moyenne des mesures sur 36 fibres.
<tb>
<tb>
<tb>
Diamètre <SEP> Diamètre <SEP> Epaisseur <SEP> de
<tb> interne <SEP> (um) <SEP> externe <SEP> (um) <SEP> la <SEP> paroi <SEP> (um)
<tb> Avant <SEP> et
<tb> 215 <SEP> 315 <SEP> 50
<tb> sec
<tb> Après <SEP> circulation <SEP> de <SEP> l'air <SEP> chaud
<tb> et <SEP> sec <SEP> :
<tb> - <SEP> fibres <SEP> creuses <SEP> situées <SEP> à <SEP> la
<tb> périphérie <SEP> du <SEP> faisceau <SEP> 213,7 <SEP> 313,6 <SEP> 49,9
<tb> - <SEP> fibres <SEP> creuses <SEP> situées <SEP> au
<tb> centre <SEP> du <SEP> faisceau <SEP> 205,7 <SEP> 299,1 <SEP> 46,7
<tb>
Exemples 6 à 10 Des dialyseurs comprenant environ 8000 fibres creuses en polyéthersulfone ont été fabriqués et assemblés en suivant les conditions énoncées dans la description détaillée ci-dessus.
<tb> interne <SEP> (um) <SEP> externe <SEP> (um) <SEP> la <SEP> paroi <SEP> (um)
<tb> Avant <SEP> et
<tb> 215 <SEP> 315 <SEP> 50
<tb> sec
<tb> Après <SEP> circulation <SEP> de <SEP> l'air <SEP> chaud
<tb> et <SEP> sec <SEP> :
<tb> - <SEP> fibres <SEP> creuses <SEP> situées <SEP> à <SEP> la
<tb> périphérie <SEP> du <SEP> faisceau <SEP> 213,7 <SEP> 313,6 <SEP> 49,9
<tb> - <SEP> fibres <SEP> creuses <SEP> situées <SEP> au
<tb> centre <SEP> du <SEP> faisceau <SEP> 205,7 <SEP> 299,1 <SEP> 46,7
<tb>
Exemples 6 à 10 Des dialyseurs comprenant environ 8000 fibres creuses en polyéthersulfone ont été fabriqués et assemblés en suivant les conditions énoncées dans la description détaillée ci-dessus.
<Desc/Clms Page number 19>
Les conditions de fabrication des dialyseurs sont sensiblement similaires, à l'exception des conditions de circulation de l'air chaud et sec qui diffèrent d'un exemple à un autre.
Le tableau ci-dessous donne ces conditions, ainsi que les résultats des mesures de perméabilité hydraulique globale.
<tb>
<tb>
<tb>
Exemple <SEP> n <SEP> Débit <SEP> d'air <SEP> Température <SEP> de <SEP> l'air <SEP> Perméabilité <SEP> hydraulique
<tb> chaud <SEP> (m3/h) <SEP> chaud <SEP> et <SEP> sec <SEP> à <SEP> l'entrée <SEP> globale
<tb> (asc) <SEP> (en <SEP> mllh. <SEP> mmHg. <SEP> m2)
<tb> 6 <SEP> # <SEP> 2 <SEP> puis <SEP> 1 <SEP> 85-90 <SEP> 37
<tb> 7 <SEP> # <SEP> 4 <SEP> puis <SEP> 2 <SEP> 85-90 <SEP> 51
<tb> 8 <SEP> # <SEP> 4 <SEP> puis <SEP> 2 <SEP> 75-80 <SEP> 54
<tb> 9-29033
<tb> 10-19029
<tb>
Exemples 11 à 29 Des dialyseurs comprenant environ 8000 fibres creuses en polyéthersulfone ont été fabriqués et assemblés en suivant les conditions énoncées dans la description détaillée ci-dessus.
<tb> chaud <SEP> (m3/h) <SEP> chaud <SEP> et <SEP> sec <SEP> à <SEP> l'entrée <SEP> globale
<tb> (asc) <SEP> (en <SEP> mllh. <SEP> mmHg. <SEP> m2)
<tb> 6 <SEP> # <SEP> 2 <SEP> puis <SEP> 1 <SEP> 85-90 <SEP> 37
<tb> 7 <SEP> # <SEP> 4 <SEP> puis <SEP> 2 <SEP> 85-90 <SEP> 51
<tb> 8 <SEP> # <SEP> 4 <SEP> puis <SEP> 2 <SEP> 75-80 <SEP> 54
<tb> 9-29033
<tb> 10-19029
<tb>
Exemples 11 à 29 Des dialyseurs comprenant environ 8000 fibres creuses en polyéthersulfone ont été fabriqués et assemblés en suivant les conditions énoncées dans la description détaillée ci-dessus.
Les conditions de fabrication des dialyseurs sont sensiblement similaires, à l'exception des conditions de circulation de l'air chaud et sec qui diffèrent d'un exemple à un autre.
Le tableau ci-dessous donne ces conditions, les résultats des mesures de perméabilité hydraulique globale Lp et de transmittance (Tr) au cytochrome C, et des mesures de longueur (L) de fibres creuses, maximum et minimum, après circulation de l'air chaud et sec. Les conditions des mesures de transmittance sont une concentration de départ en cytochrome C de 0,05 gll, un débit sang d'environ 400 ml/min et un débit d'ultrafiltration d'environ 80 ml/min. La longueur maximum, L max, et la longueur minimale, L mini,
correspondent à la longueur des fibres, respectivement, la plus longue et la plus courte du faisceau. La fibre la plus longue est située à la périphérie du faisceau tandis que la plus courte est située au centre du faisceau.
correspondent à la longueur des fibres, respectivement, la plus longue et la plus courte du faisceau. La fibre la plus longue est située à la périphérie du faisceau tandis que la plus courte est située au centre du faisceau.
<Desc/Clms Page number 20>
<tb>
<tb> Exemple <SEP> Débit <SEP> Température <SEP> en <SEP> Lp <SEP> (en <SEP> Tr <SEP> en <SEP> L <SEP> max <SEP> L <SEP> mini <SEP> Différence
<tb> n <SEP> d'air <SEP> C <SEP> de <SEP> l'air <SEP> chaud <SEP> mlth. <SEP> mm <SEP> cytochrome <SEP> (en <SEP> (en <SEP> entre
<tb> (m3th) <SEP> et <SEP> sec <SEP> à <SEP> l'entrée <SEP> Hg. <SEP> m2) <SEP> C <SEP> mm) <SEP> mm) <SEP> L <SEP> max <SEP> et
<tb> du <SEP> boîtier <SEP> L <SEP> mini
<tb> tubulaire <SEP> (en <SEP> mm)
<tb> 11 <SEP> 4,5 <SEP> 102 <SEP> 46,9 <SEP> n. <SEP> m. <SEP> 269,6 <SEP> 268,3 <SEP> 1,3
<tb> 12 <SEP> 4,5 <SEP> 97,5 <SEP> 55,8 <SEP> n. <SEP> m. <SEP> 270,4 <SEP> 269,4 <SEP> 1,0
<tb> 13 <SEP> 4,0 <SEP> 97, <SEP> 5 <SEP> 48,7 <SEP> n. <SEP> m. <SEP> 270, <SEP> 2 <SEP> 269,5 <SEP> 0,7
<tb> 14 <SEP> 4,5 <SEP> 100 <SEP> 42,6 <SEP> 0,23 <SEP> 269,8 <SEP> 268,9 <SEP> 0,9
<tb> 15 <SEP> 4,5 <SEP> 100 <SEP> 34,1 <SEP> 0,22 <SEP> 269,8 <SEP> 268,5 <SEP> 1,3
<tb> 16 <SEP> 4,8 <SEP> 93 <SEP> 58,4 <SEP> 0,36 <SEP> 270,2 <SEP> 269,5 <SEP> 0,7
<tb> 17 <SEP> 4,8 <SEP> 93 <SEP> 63,3 <SEP> 0,39 <SEP> 271,0 <SEP> 269,5 <SEP> 1,5
<tb> 18 <SEP> 4, <SEP> 8 <SEP> 93 <SEP> 53,2 <SEP> 0, <SEP> 37 <SEP> 270,1 <SEP> 269,3 <SEP> 0,8
<tb> 19 <SEP> 4,8 <SEP> 93 <SEP> 47,0 <SEP> 0,36 <SEP> 270,1 <SEP> 269,3 <SEP> 0,8
<tb> 20 <SEP> 4, <SEP> 8 <SEP> 93 <SEP> 46, <SEP> 7 <SEP> 0, <SEP> 34 <SEP> 270, <SEP> 3 <SEP> 269, <SEP> 4 <SEP> 0, <SEP> 9
<tb> 21 <SEP> 2 <SEP> 105 <SEP> 45,5 <SEP> 0,47 <SEP> 270,3 <SEP> 267,3 <SEP> 3,0
<tb> 22 <SEP> 2 <SEP> 105 <SEP> 41, <SEP> 8 <SEP> 0,47 <SEP> 270,1 <SEP> 267, <SEP> 4 <SEP> 2,7
<tb> 23 <SEP> 2 <SEP> 105 <SEP> 44,5 <SEP> 0,47 <SEP> 270,6 <SEP> 267,2 <SEP> 3,4
<tb> 24 <SEP> 2 <SEP> 105 <SEP> 35,7 <SEP> 0,41 <SEP> 270,2 <SEP> 267,0 <SEP> 3,2
<tb> 25 <SEP> 4 <SEP> 109 <SEP> 27,3 <SEP> 0,46 <SEP> 269,7 <SEP> 267,7 <SEP> 2,0
<tb> 26 <SEP> 4 <SEP> 109 <SEP> 27,2 <SEP> 0,52 <SEP> 269,1 <SEP> 267,1 <SEP> 2,0
<tb> 27 <SEP> 4 <SEP> 109 <SEP> 24,8 <SEP> 0,48 <SEP> 269,2 <SEP> 267,4 <SEP> 1,8
<tb> 28 <SEP> 4 <SEP> 109 <SEP> 24,9 <SEP> 0, <SEP> 52 <SEP> 269,1 <SEP> 267, <SEP> 2 <SEP> 1,9
<tb> 29 <SEP> 4, <SEP> 8 <SEP> 93 <SEP> 68, <SEP> 8 <SEP> n. <SEP> m. <SEP> 269,9 <SEP> 269, <SEP> 3 <SEP> 0,6
<tb>
n. m. signifie : non mesuré.
<tb> Exemple <SEP> Débit <SEP> Température <SEP> en <SEP> Lp <SEP> (en <SEP> Tr <SEP> en <SEP> L <SEP> max <SEP> L <SEP> mini <SEP> Différence
<tb> n <SEP> d'air <SEP> C <SEP> de <SEP> l'air <SEP> chaud <SEP> mlth. <SEP> mm <SEP> cytochrome <SEP> (en <SEP> (en <SEP> entre
<tb> (m3th) <SEP> et <SEP> sec <SEP> à <SEP> l'entrée <SEP> Hg. <SEP> m2) <SEP> C <SEP> mm) <SEP> mm) <SEP> L <SEP> max <SEP> et
<tb> du <SEP> boîtier <SEP> L <SEP> mini
<tb> tubulaire <SEP> (en <SEP> mm)
<tb> 11 <SEP> 4,5 <SEP> 102 <SEP> 46,9 <SEP> n. <SEP> m. <SEP> 269,6 <SEP> 268,3 <SEP> 1,3
<tb> 12 <SEP> 4,5 <SEP> 97,5 <SEP> 55,8 <SEP> n. <SEP> m. <SEP> 270,4 <SEP> 269,4 <SEP> 1,0
<tb> 13 <SEP> 4,0 <SEP> 97, <SEP> 5 <SEP> 48,7 <SEP> n. <SEP> m. <SEP> 270, <SEP> 2 <SEP> 269,5 <SEP> 0,7
<tb> 14 <SEP> 4,5 <SEP> 100 <SEP> 42,6 <SEP> 0,23 <SEP> 269,8 <SEP> 268,9 <SEP> 0,9
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<tb> 29 <SEP> 4, <SEP> 8 <SEP> 93 <SEP> 68, <SEP> 8 <SEP> n. <SEP> m. <SEP> 269,9 <SEP> 269, <SEP> 3 <SEP> 0,6
<tb>
n. m. signifie : non mesuré.
La figure 7 représente la relation entre la longueur moyenne des fibres du faisceau après circulation de l'air chaud et sec (en abscisse) et la perméabilité hydraulique globale, Lp, du faisceau (en ordonnée), établie à partir des exemples 11 à 29.
La longueur moyenne des fibres correspond à la moyenne des valeurs de L max et L mini précitées.
La figure 7 met en évidence une corrélation entre cette longueur moyenne des fibres et la perméabilité hydraulique globale du faisceau.
Claims (19)
-
REVENDICATIONS 1. Faisceau de fibres creuses destiné à constituer la membrane semi- perméable d'un appareil pour le traitement du sang ou du plasma par circulation extracorporelle, caractérisé en ce que : - la répartition des fibres creuses dans le faisceau est hétérogène, et - le diamètre interne et l'épaisseur de la paroi des fibres creuses situées dans les zones les plus denses en fibres creuses sont supérieurs, respectivement, au diamètre interne et à l'épaisseur de la paroi des fibres creuses situées dans les zones les moins denses en fibres creuses. - 2. Faisceau de fibres creuses selon la revendication 1, caractérisé en ce que le diamètre interne et l'épaisseur de la paroi des fibres creuses situées dans les zones les moins denses en fibres creuses sont, respectivement, au minimum de 180 microns et 40 microns.
- 3. Faisceau de fibres creuses selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que : - l'hétérogénéité de la répartition des fibres creuses dans le faisceau correspond à une densité plus élevée au moins sur une partie de la périphérie du faisceau, par comparaison avec une densité en fibres creuses au centre du faisceau, et
- le diamètre interne et l'épaisseur de la paroi des fibres creuses situées à la périphérie du faisceau sont supérieurs, respectivement, au diamètre interne et à l'épaisseur de la paroi des fibres creuses situées au centre du faisceau. - 4. Faisceau de fibres creuses selon la revendication 1, caractérisé en ce que le diamètre interne et l'épaisseur de la paroi des fibres creuses situées dans les zones les moins denses en fibres creuses sont, respectivement, au minimum de 180 microns et 40 microns.
- 5. Faisceau de fibres creuses selon une des revendications 1 à 4, caractérisé par une transmittance variant d'environ 0,1 à 0,6 pour le cytochrome C.<Desc/Clms Page number 22>
- 6. Faisceau de fibres creuses selon une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les fibres creuses sont constituées majoritairement de polyarylsulfone.
- 7. Faisceau de fibres creuses selon la revendication 6, caractérisé en ce que la polyarylsulfone est une polysulfon, une polyéthersulfone ou un
mélange de ces deux polyarylsulfones. - 8. Appareil pour le traitement du sang ou du plasma par circulation extracorporelle comprenant un faisceau de fibres creuses selon une des revendications 1 à 7.
- 9. Procédé de fabrication d'un faisceau de fibres creuses constituées majoritairement de polyarylsulfone, selon la revendication 6 ou 7, utile en tant que membrane semi-perméable dans un appareil pour le traitement extracorporel du sang, ce procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de : (a) préparer un faisceau de fibres creuses avec une répartition hétérogène des fibres à l'intérieur du faisceau en ce sens que la densité des fibres creuses est plus élevée dans certaines zones du faisceau que dans d'autres zones ; (b) monter le faisceau de fibres creuses dans un boîtier tubulaire comprenant deux ouvertures axiales ; (c) faire circuler un gaz chaud et sec, inerte chimiquement vis-à-vis des fibres creuses, de préférence de l'air chaud sec, dans le faisceau de fibres creuses, non maintenu à ses extrémités, à une température et à un débit appropriés pour engendrer une
hétérogénéité géométrique des fibres creuses dans le faisceau en terme de diamètre interne et d'épaisseur de la paroi des fibres creuses ; (d) arrêter la circulation du gaz chaud et sec lorsque l'hétérogénéité géométrique des fibres creuses est obtenue. - 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que la température du gaz, à l'entrée du faisceau de fibres creuses, varie de 75 C à 1300 C.<Desc/Clms Page number 23>
- 11. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que la température du gaz, à l'entrée du faisceau de fibres creuses, varie de 900 C à 120 C.
- 12. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que le débit du gaz, à l'entrée du faisceau de fibres creuses, varie de 2 à 5 m3 par heure.
- 13. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que la durée de l'étape (c) est de l'ordre de 1 à 4 heures.
- 14. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que la circulation du gaz est arrêtée lorsque la température du gaz, à la sortie du boîtier tubulaire, est sensiblement égale à la température du gaz à l'entrée du boîtier tubulaire.
- 15. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'étape (a) comporte une étape de trancannage : réalisée à l'aide d'un dispositif de trancannage comprenant : - un tambour (20) ayant une surface d'enroulement (21) à section polygonale régulière, pouvant être entraîné en rotation autour de son axe de symétrie (22), chaque côté de la surface d'enroulement (21) du tambour (20) étant muni d'une goulotte semi-cylindrique (23), les axes (24) des goulottes (23), qui sont alignées autour du tambour (20), étant coplanaires, et - au moins un chariot (30) portant au moins un groupe de roulettes, situé à une certaine distance du tambour (20), pour guider et amener au moins une fibre creuse (40) dans les goulottes (23) et pour enrouler la fibre creuse (40) autour du tambour (20), chaque chariot (30) étant mobile selon un mouvement de va-et-vient perpendiculaire au plan contenant les axes (24) des goulottes (23), avec une amplitude variable n'excédant pas le diamètre des goulottes (23) ;
consistant à enrouler, autour du tambour (20), au moins une fibre creuse (40) qui est amenée et guidée par au moins un groupe de roulettes porté par au moins un chariot (30) dans les goulottes (23) tournant avec le tambour (20), et à remplir les goulottes (23)<Desc/Clms Page number 24>faisceaux de fibres creuses, la vitesse de déplacement de chaque chariot (30) est sensiblement constante et la vitesse de rotation du tambour (20) est sensiblement constante.
- 16. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que le mouvement de va-et-vient du ou des chariots (30) varie dans le temps au cours de la formation des faisceaux de fibres creuses, comme suit : (1) au début, pour le remplissage du fond des goulottes (23), l'amplitude de mouvement de va-et-vient est faible ; (2) ensuite, l'amplitude du mouvement de va-et-vient varie régulièrement en croissant jusqu'à atteindre un plateau correspondant à une valeur inférieure au diamètre des goulottes (23) ; (3) ensuite, l'amplitude de mouvement de va-et-vient est maintenue constante un certain temps ; (4) enfin, l'amplitude de mouvement de va-et-vient varie régulièrement en décroissant jusqu'à une valeur très faible ; et en ce que, durant les étapes (1) à (4) précitées pour la formation des
- 17. Procédé selon la revendication 15 ou 16, caractérisé en ce que le dispositif de trancannage comprend deux chariots (30) portant au moins un groupe de roulettes de guidage, les deux chariots (30) se déplaçant selon un mouvement de va-et-vient en opposition de phase.
- 18. Procédé selon la revendication 15,16 ou 17, caractérisé en ce que chaque chariot (30) effectue un nombre impair de mouvements dans une direction par tour du tambour (20), variant de 3 à 15.
- 19. Procédé selon la revendication 18, caractérisé en ce que chaque chariot (30) effectue 7,1 mouvements dans une direction par tour du tambour (20).
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Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| JPS5528728A (en) * | 1978-08-21 | 1980-02-29 | Nippon Zeon Co Ltd | Hollow fiber type material moving device |
| US5919370A (en) * | 1995-05-24 | 1999-07-06 | Akzo Nobel Nv | Integral, multi-asymmetric, semi-permeable membrane |
-
2001
- 2001-02-05 FR FR0109494A patent/FR2815887B1/fr not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5528728A (en) * | 1978-08-21 | 1980-02-29 | Nippon Zeon Co Ltd | Hollow fiber type material moving device |
| US5919370A (en) * | 1995-05-24 | 1999-07-06 | Akzo Nobel Nv | Integral, multi-asymmetric, semi-permeable membrane |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| DATABASE WPI Week 198015, Derwent World Patents Index; AN 1980-26293C, XP002175653 * |
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