FR2962139A1

FR2962139A1 - Procede de traitement de surface d'un dispositif de distribution de produit fluide.

Info

Publication number: FR2962139A1
Application number: FR1055371A
Authority: FR
Inventors: Zakaria Sallak
Original assignee: Valois SAS
Current assignee: Aptar France SAS
Priority date: 2010-07-02
Filing date: 2010-07-02
Publication date: 2012-01-06
Anticipated expiration: 2030-07-02
Also published as: FR2962139B1

Abstract

Procédé de traitement de surface d'un dispositif de distribution de produit fluide, ledit procédé comprenant l'étape de modifier par implantation ionique, au moyen de faisceaux d'ions multichargés et multi-énergies, au moins une surface à traiter d'au moins une partie dudit dispositif en contact avec ledit produit fluide, ladite surface à traiter modifiée ayant des propriétés anti-collage pour ledit produit fluide.

Description

i La présente invention concerne un procédé de traitement de surface pour des dispositifs de distribution de produits fluides. Les dispositifs de distribution de produits fluides sont bien connus. Ils comportent généralement un réservoir, un organe de distribution, tel qu'une pompe ou une valve, et une tête de distribution pourvue d'un orifice de distribution. En variante, les dispositifs de distributions de produit fluide peuvent aussi être des inhalateurs comportant une pluralité de réservoirs contenant chacun une dose individuelle de poudre ou de liquide, et des moyens pour ouvrir et expulser lesdites doses lors d'actionnements io successifs. Ainsi, ces dispositifs comportent de nombreuses pièces qui viennent en contact avec le produit fluide lors de l'actionnement. Il y a donc des risques que du produit reste collé ou accroché à une ou plusieurs parties du dispositif avant d'être distribué à l'utilisateur. Il s'en suit une diminution de la dose distribuée par rapport à la dose théorique, ce qui peut créer des 15 problèmes graves, par exemple pour des traitements de crise, tels que l'asthme. Ces problèmes de collage peuvent se poser notamment au niveau du ou des réservoirs, mais aussi au niveau du piston et de la chambre de pompe ou de la soupape et de la chambre de valve. Il en est de même dans les poussoirs ou têtes de distribution. 20 Dans le cas des inhalateurs de poudre sèche, lors de la délivrance de principe actif, la poudre a tendance a adhérer sur toutes les parois sur son chemin depuis le réservoir dans lequel elle est contenue jusqu'a l'embout buccal au contact du patient. Cette rétention est particulièrement pénalisante lors de la délivrance de la première utilisation de l'inhalateur. Cette rétention 25 de principe actif affecte potentiellement l'homogénéité du mélange principe actif/lactose dans le cas d'une formulation de ce type. Parmi les causes probables qui conduisent au collage figurent notamment l'effet des charges électrostatiques des parois en contact avec la poudre sur le parcours de distribution, l'effet des états de surface (rugosités, micro défauts, etc.), la 30 nature des matériaux utilisés (plastiques, métaux notamment), le type de formulation, notamment la granulométrie des poudres ou le pourcentage de produit actif par doses, et les conditions d'expulsion de la dose (débits, vitesses, etc.). Les procédés de traitement de surface existants présentent tous des inconvénients. Ainsi, certains procédés ne sont utilisables que sur des surfaces planes. D'autres procédés imposent un choix limité de substrat, par exemple de l'or. La polymérisation de molécules induite par plasma est complexe, coûteuse, et la couche de revêtement obtenue est difficile à contrôler et présente des problèmes de vieillissement. De même, la polymérisation de molécules induite par ultraviolets est également complexe io et coûteuse, et ne fonctionne qu'avec des molécules photosensibles. Il en est de même de la polymérisation radicalaire par transfert d'atomes (ATRP), qui est aussi complexe et coûteuse. Enfin, les procédés d'électro-greffage sont complexes et nécessitent des surfaces de support conductrices. La présente invention a pour but de proposer un procédé de 15 traitement de surface qui ne reproduit pas les inconvénients susmentionnés. En particulier, la présente invention a pour but de fournir un procédé de traitement de surface qui soit efficace, durable, non polluant et simple à réaliser. La présente invention a donc pour objet un procédé de traitement de 20 surface d'un dispositif de distribution de produit fluide, caractérisé en ce que ledit procédé comprend l'étape de modifier par implantation ionique, au moyen de faisceaux d'ions multichargés et multi-énergies, au moins une surface à traiter d'au moins une partie dudit dispositif en contact avec ledit produit fluide, ladite surface à traiter modifiée ayant des propriétés anti- 25 collage pour ledit produit fluide. Avantageusement, lesdits ions multichargés sont choisis parmi l'hélium, le bore, le carbone, l'azote, l'oxygène, le néon, l'argon, le krypton et le xénon. Avantageusement, ledit faisceau d'ions est crée par une source à 30 résonance cyclotronique électronique. Avantageusement, lesdits ions multichargés sont multi-énergies.

Avantageusement, lesdits ions multi-énergies sont implantés simultanément avec la même tension d'extraction. Avantageusement, ladite surface à traiter est en matériau synthétique, comprenant notamment du polyéthylène et/ou du polypropylène et/ou du polychlorure de vinyle et/ou du polytétrafluoroéthylène, en élastomère, en verre ou en métal. Avantageusement, l'implantation ionique est réalisée à une profondeur de 0 à 3µm. Avantageusement, le procédé comprend en outre l'étape d'octroyer io par implantation ionique au moins une propriété supplémentaire à ladite surface à traiter, telle que la diminution des interactions avec le produit fluide. Avantageusement, ledit dispositif de distribution comporte un réservoir contenant le produit fluide, un organe de distribution, tel qu'une pompe ou une valve, fixé sur ledit réservoir, et une tête de distribution pourvue d'un 15 orifice de distribution, pour actionner ledit organe de distribution. Avantageusement, ledit dispositif de distribution comporte une pluralité de réservoirs individuels contenant chacun une dose de produit fluide, des moyens d'ouverture de réservoir, tel qu'une aiguille de perçage, et des moyens de distribution de dose pour distribuer une dose de produit fluide 20 à partir d'un réservoir individuel ouvert à travers un orifice de distribution. Avantageusement, ledit produit fluide est un produit pharmaceutique liquide ou pulvérulent destiné à être pulvérisé et/ou inhalé de manière nasale ou orale. Avantageusement, ledit procédé est réalisé en continu sur la chaîne 25 de montage et d'assemblage du dispositif de distribution de produit fluide. Plus particulièrement, la présente invention prévoit d'utiliser un procédé similaire à celui décrit dans le document WO 2005/085491, qui concerne un procédé d'implantation ionique, et plus particulièrement l'utilisation d'un faisceau d'ions multichargés multi énergies afin de modifier 30 structurellement la surface de matériaux métalliques sur des profondeurs autour du lm pour leur conférer des propriétés physiques particulières. Ce procédé d'implantation a notamment été utilisé pour traiter des pièces réalisées en alliage d'aluminium qui sont utilisées comme moules de fabrication en série de pièces en matière plastique.

De manière surprenante, ce type de procédé s'est avéré adapté pour modifier des surfaces destinées à venir en contact avec un produit fluide s pharmaceutique dans des dispositifs de distribution, pour empêcher le collage du produit fluide sur lesdites surfaces. Une telle application de ce procédé d'implantation ionique n'avait jamais été envisagée.

Les surfaces à traiter peuvent comprendre un matériau synthétique, tel que du polyéthylène (PE) et/ou du polypropylène (PP) et/ou du io polychlorure de vinyle (PVC) et/ou du polytétrafluoroéthylène (PTFE). Elles peuvent aussi être en métal, en verre, ou en élastomère.

En particulier dans le cas d'un inhalateur de poudre sèche, dans lequel les doses de poudres sont pré-dosées dans des réservoirs individuels, le procédé de l'invention a pour effet d'inhiber les effets de charges is électrostatiques et de modifier la tribologie des surfaces en contact avec la poudre, pour ainsi atténuer les risque de collage partout ou la poudre passe, en particulier pour ce qui concerne la première dose expulsée.

De manière simplifiée, le procédé consiste à utiliser une ou plusieurs sources d'ions, telles qu'une source à résonance cyclotronique électronique, 20 dite source RCE. Cette source RCE peut délivrer un faisceau initial d'ions multi-énergies, par exemple ayant un courant total d'environ 10 mA (toutes charges confondues), sous une tension d'extraction pouvant varier de 20 kV à 200 kV. La source RCE émet le faisceau d'ions en direction de moyens de réglage qui assurent la focalisation et le réglage du faisceau initial émis par 25 la source RCE en un faisceau d'implantation d'ions qui vient frapper une pièce à traiter. Selon les applications et les matériaux à traiter, les ions peuvent être choisis parmi l'hélium, le bore, le carbone, l'azote, l'oxygène, le néon, l'argon, le krypton et le xénon. De même, la température maximale de la pièce à traiter varie en fonction de sa nature. La profondeur d'implantation typique est entre 0 et 3 µm, et dépend non seulement de la surface à traiter mais aussi des propriétés qu'on souhaite améliorer. La spécificité d'une source d'ions RCE réside notamment dans le fait qu'elle délivre des ions mono- et multichargés, ce qui permet d'implanter simultanément des ions multi-énergies avec la même tension d'extraction. Il est ainsi possible d'obtenir simultanément sur toute l'épaisseur traitée un profil d'implantation mieux réparti. Ceci améliore la qualité du traitement de surface. Avantageusement, le procédé est effectué dans une enceinte mise io sous vide grâce à une pompe à vide. Ce vide a pour but notamment d'empêcher l'interception du faisceau par des gaz résiduels et d'éviter la contamination de la surface de la pièce par ces mêmes gaz lors de l'implantation. Avantageusement, comme notamment décrit dans le document WO 15 2005/085491, les moyens de réglage ci-dessus mentionnés peuvent comporter, de la source RCE vers la pièce à traiter, les éléments suivants: - un spectromètre de masse apte à filtrer les ions en fonction de leur charge et de leur masse. Un tel spectromètre est toutefois facultatif si l'on injecte un gaz pur, par exemple un gaz d'azote pur (N2). Il est alors possible 20 de récupérer l'ensemble des ions mono- et multichargés produits par la source pour obtenir un faisceau d'ions multi-énergies. - une ou plusieurs lentilles pour donner au faisceau d'ions une forme prédéterminée, par exemple cylindrique, avec un rayon prédéterminé. - un profileur pour analyser lors de la première implantation l'intensité 25 du faisceau dans un plan de coupe perpendiculaire. - un transformateur d'intensité pour mesurer en continu l'intensité du faisceau d'ions sans l'intercepter. Cet instrument a notamment pour fonction de détecter toute interruption du faisceau d'ions et de permettre l'enregistrement des variations d'intensité du faisceau durant le traitement. 30 - un obturateur, qui peut par exemple être une cage de Faraday, pour interrompre la trajectoire des ions à certains moments, par exemple lors d'un déplacement sans traitement de la pièce.

Selon une forme avantageuse de réalisation, la pièce à traiter est mobile par rapport à la source RCE. La pièce peut par exemple être montée sur un support mobile dont le déplacement peut être commandé par une machine à commande numérique. Le déplacement de la pièce à traiter est calculé en fonction du rayon du faisceau, des contours externes et internes des zones à traiter, de la vitesse de déplacement constante ou variable en fonction de l'angle du faisceau par rapport à la surface et du nombre de passes précédemment réalisées.

Une mise en oeuvre possible du procédé de traitement est la suivante.

io On fixe la pièce à traiter sur un support approprié dans une enceinte, puis on ferme l'enceinte et on y instaure un vide poussé au moyen d'une pompe à vide. Dès que les conditions de vide sont atteintes, on procède à la production et au réglage du faisceau d'ions. Lorsque ledit faisceau est réglé, on lève l'obturateur et on actionne la machine à commande numérique qui

15 exécute alors le déplacement en position et en vitesse de la pièce à traiter devant le faisceau en une ou plusieurs passes. Lorsque le nombre de passes requis est atteint, on baisse l'obturateur pour couper le faisceau, on arrête la production du faisceau, on casse le vide en ouvrant l'enceinte à l'air ambiant, on arrête éventuellement le circuit de refroidissement et on sort la pièce

20 traitée hors de l'enceinte.

Pour diminuer la température liée au passage du faisceau d'ions en un point donné de la pièce à traiter, on peut soit augmenter le rayon du faisceau (donc réduire la puissance par cm2), soit augmenter la vitesse de déplacement. Si la pièce est trop petite pour évacuer par rayonnement la

25 chaleur liée au traitement, on peut soit diminuer la puissance du faisceau (donc augmenter la durée de traitement), soit mettre en marche le circuit de refroidissement.

Concernant plus particulièrement les élastomères, il est avantageux d'implanter simultanément des ions d'hélium multi-énergies He+ et He2+.

30 Ceci a notamment été décrit dans le document PCT/FR2010/050379, et qui concerne plus particulièrement le traitement des balais d'essuie-glace pour véhicules. Avantageusement, le ratio RHe, où RHe = He+/He2+ avec He+ et He2+ exprimés en pourcentage atomique, est inférieur ou égal à 100, par exemple inférieur à 20, et de préférence supérieur à 1. Les ions He+ et He2+ sont avantageusement produits simultanément par une source RCE. La tension d'extraction de la source permettant l'implantation des ions multi-énergies He+ et He2+ peut être comprise entre 10 et 400 kV, par exemple supérieure ou égale à 20 kV et/ou inférieure ou égale à 100 kV. Avantageusement, la dose d'ion multiénergie He+ et He2+ est comprise entre 1014 et 1018 ions/cm2, par exemple supérieure ou égale à 1015 ions/cm2 et/ou inférieure ou égale à 1017 io ions/cm2, voire supérieure ou égale à 1015 ions/cm2 et/ou inférieure ou égale à 1016 ions/cm2. La profondeur d'implantation est avantageusement entre 0,05 et 3 µm, par exemple entre 0,1 et 2 µm. La température de la surface élastomère en cours de traitement est avantageusement inférieure à 100°C, de préférence inférieure à 50°C. 15 Dans un mode de réalisation avantageux, différentes implantations ioniques sont réalisées sur une même surface à traiter, pour donner plusieurs propriétés à cette surface à traiter. Ainsi, les surfaces en élastomères, et notamment les joints d'étanchéité des dispositifs de distribution de produits fluides tels que des médicaments, les surfaces 20 métalliques ou en verre, ou les surfaces synthétiques, par exemple en polyéthylène ou en polypropylène, sont susceptibles d'interagir avec le produit fluide, par exemple en relarguant des extractibles dans ledit produit fluide, ce qui peut avoir un effet néfaste sur celui-ci. L'invention prévoit avantageusement de modifier la surface à traiter pour empêcher ou limiter 25 les interactions entre le produit fluide et la surface à traiter. Ces traitements de surfaces supplémentaires peuvent être appliqués lors d'étapes d'implantations ioniques successives. Il est à noter que l'ordre des ces étapes successives d'implantations ioniques peut être quelconque. En variante, les différentes propriétés pourraient aussi être octroyées à une 30 même surface à traiter lors d'une seule et même étape d'implantation ionique.

Le procédé de l'invention est non polluant, notamment du fait qu'il ne nécessite pas de produits chimiques. Il est réalisé à sec, ce qui évite les périodes de séchages relativement longues des procédés de traitement liquides. Il ne nécessite pas une atmosphère stérile en dehors de l'enceinte à vide, et il peut donc être réalisé en tout endroit souhaité. Un avantage particulier de ce procédé est qu'il peut être intégré dans la chaine de montage du dispositif de distribution de produit fluide, et opérer en continu dans cette chaine. Cette intégration du procédé de traitement à l'outil de production simplifie et accélère le processus de fabrication et d'assemblage io dans son ensemble, et impacte donc positivement son coût. La présente invention s'applique aux dispositifs multidoses, tels que les dispositifs à pompe ou valve monté sur un réservoir et actionnés pour la distribution successive de doses. Elle s'applique aussi aux dispositifs multidoses comportant une pluralité de réservoirs individuels contenant 15 chacun une dose de produit fluide, tel que les inhalateurs de poudre prédosée. Elle s'applique également aux dispositifs unidoses ou bidoses, dans lesquels un piston se déplace directement dans un réservoir à chaque actionnement. L'invention s'applique en particulier aux dispositifs de pulvérisation nasale ou orale, aux dispositifs de distribution à usage 20 ophtalmique et aux dispositifs à aiguille, type seringue. Diverses modifications sont également possibles pour un homme du métier sans sortir du cadre de la présente invention tel que défini par les revendications annexées.

Claims

REVENDICATIONS1.- Procédé de traitement de surface d'un dispositif de distribution de produit fluide, caractérisé en ce que ledit procédé comprend l'étape de modifier par implantation ionique, au moyen de faisceaux d'ions multichargés et multi-énergies, au moins une surface à traiter d'au moins une partie dudit dispositif en contact avec ledit produit fluide, ladite surface à traiter modifiée ayant des propriétés anti-collage pour ledit produit fluide.

2.- Procédé selon la revendication 1, dans lequel lesdits ions io multichargés sont choisis parmi l'hélium, le bore, le carbone, l'azote, l'oxygène, le néon, l'argon, le krypton et le xénon.

3.- Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel ledit faisceau d'ions est crée par une source à résonance cyclotronique 15 électronique (RCE).

4.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel lesdits ions multichargés sont multi-énergies. 20

5.- Procédé selon la revendication 4, dans lequel lesdits ions multi-énergies sont implantés simultanément avec la même tension d'extraction.

6.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 25 précédentes, dans lequel ladite surface à traiter est en matériau synthétique, comprenant notamment du polyéthylène (PE) et/ou du polypropylène (PP) et/ou du polychlorure de vinyle (PVC) et/ou du polytétrafluoroéthylène (PTFE), en élastomère, en verre ou en métal. 9 2962139 i0

7.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'implantation ionique est réalisée à une profondeur de 0 à 3 µm. 5

8.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le procédé comprend en outre l'étape d'octroyer par implantation ionique au moins une propriété supplémentaire à ladite surface à traiter, telle que la diminution des interactions avec le produit fluide. i0

9.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit dispositif de distribution comporte un réservoir contenant le produit fluide, un organe de distribution, tel qu'une pompe ou une valve, fixé sur ledit réservoir, et une tête de 15 distribution pourvue d'un orifice de distribution, pour actionner ledit organe de distribution.

10.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel ledit dispositif de distribution comporte une pluralité de 20 réservoirs individuels contenant chacun une dose de produit fluide, des moyens d'ouverture de réservoir, tel qu'une aiguille de perçage, et des moyens de distribution de dose pour distribuer une dose de produit fluide à partir d'un réservoir individuel ouvert à travers un orifice de distribution. 25

11.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit produit fluide est un produit pharmaceutique liquide ou pulvérulent destiné à être pulvérisé et/ou inhalé de manière nasale ou orale.

12.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit procédé est réalisé en continu sur la 30chaîne de montage et d'assemblage du dispositif de distribution de produit fluide.