FR2994185A1 - Procede de preparation d'une couche poreuse a base de chitosane - Google Patents
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Abstract
La présente invention porte sur un procédé de préparation d'une couche poreuse compressée neutralisée à base de chitosane comprenant les étapes suivantes : - a) on prépare une solution de chitosane, - b) on verse dans un moule ladite solution afin de former une couche, - c) on lyophilise la couche obtenue en b) pour obtenir une couche poreuse, - d) on compresse ladite couche poreuse obtenue en c), - e) on neutralise la couche poreuse compressée obtenue en d) au moyen d'une solution de NH OH. Elle porte également sur un implant comprenant une couche obtenue selon un tel procédé.
Description
La présente invention se rapporte à un procédé de préparation d'une couche poreuse compressée de chitosane présentant une bonne résistance mécanique, une telle couche poreuse compressée étant particulièrement utile pour la fabrication d'implants de renfort de zones ou lignes d'agrafage aussi appelés « buttress ». Les implants de renfort de ligne d'agrafage sont utilisés en particulier en chirurgie gastro-intestinale pour renforcer les zones nécessitant une pluralité de sutures ou d'agrafes, comme par exemple les lignes d'agrafages pour le renforcement d'anastomose intestinale. Ces implants servent alors à renforcer ces zones afin d'éviter ou au moins de réduire les possibles saignements et les potentielles complications subséquentes. Ces implants de renfort doivent présenter de très bonnes propriétés mécaniques, en particulier une bonne résistance à la suture, autrement dit une force de traction avant rupture élevée.
Le chitosane est un polysaccharide issu de la désacétylation de la chitine. La chitine est un des polysaccharides naturels les plus répandus sur terre et est extraite des exosquelettes des arthropodes, des endosquelettes des céphalopodes ainsi que des champignons. Le chitosane possède des propriétés, telles que biodégradabilité, biorésorbabilité, biocompatibilité, non toxicité, propriétés mécaniques, qui le rendent particulièrement intéressant pour des applications médicales. Ainsi, on peut incorporer du chitosane dans des dispositifs médicaux comme constituant d'implants, par exemple sous la forme d'éponges. Le chitosane offre en effet un bon compromis, compte tenu des propriétés recherchées, pour un implant de renfort de ligne d'agrafage, à savoir une bonne compatibilité biologique et de bonnes propriétés mécaniques. Par ailleurs, les implants de renforts de lignes d'agrafage, qui peuvent être permanents ou biodégradables doivent également présenter une bonne aptitude à l'intégration cellulaire. .Ainsi, ces implants sont souvent sous la forme de pavés assez plats formés de couches poreuses obtenues à partir de la lyophilisation de solution ou suspension de polymères. La lyophilisation fait intervenir une première étape durant laquelle une solution est congelée dans une structure particulière, puis une deuxième étape, durant laquelle une pression contrôlée est appliquée afin de causer une 35 sublimation de l'eau présente dans la structure congelée. A l'issue de l'étape de sublimation, seuls les constituants présents dans la solution initiale demeurent, produisant ainsi une structure poreuse. Une fois lyophilisées, les couches poreuses à base de chitosane sont encore très chargées en sels. Ces couches poreuses doivent donc être 5 neutralisées et lavées pour éliminer ces sels. Par ailleurs, l'épaisseur des implants de renfort des zones ou lignes d'agrafages, ou « buttress », est un élément important de l'efficacité de ces derniers : en effet, cette épaisseur ne doit pas être trop importante, afin d'une part de ne pas surcharger en matériau étranger les zones à renforcer et d'autre 10 part de ne pas dépasser la hauteur limite d'efficacité des agrafes utilisées ; cependant, cette épaisseur ne doit pas être trop faible non plus afin que l'implant puisse jouer son rôle de renfort et que la ligne d'agrafage puisse présenter une certaine rigidité garante de sa pérennité, et ce sans endommager le tissu biologique à renforcer. Ainsi, les couches poreuses à 15 base de chitosane que l'on souhaite utiliser comme renforts de lignes d'agrafage sont généralement compressées après lyophilisation afin d'atteindre une épaisseur déterminée. Il est souhaitable de réaliser cette étape de compression avant l'étape de neutralisation si l'on veut que la déformation causée par la compression soit permanente et que la couche compressée ne 20 regonfle pas en présence d'un milieu aqueux tel que les fluides biologiques. Toutefois, il a été observé que lorsqu'on cherchait à compresser fortement des couches poreuses à base de chitosane, en particulier lorsque la concentration en chitosane était importante et que la masse volumique de la couche compressée résultante était également importante, l'étape de 25 neutralisation était inefficace. En particulier, de telles couches, bien qu'ayant subi une étape de neutralisation, se dissolvent totalement dans le milieu dans lequel on cherche à les laver pour supprimer d'éventuels sels encore restant dans ces couches. Ces re-solubilisations conduisent à la destruction totale de la couche poreuse qui ne peut donc plus être utilisée comme renfort de zone 30 d'agrafage. Il serait souhaitable de mettre en oeuvre un procédé de préparation de couches poreuses compressées à base de chitosane qui éviterait ce phénomène et qui permettrait de neutraliser et laver efficacement de telles couches afin de réaliser des implants efficaces pour renforcer des zones ou 35 lignes d'agrafage, en particulier des « buttress ».
La présente invention porte sur un procédé de préparation d'une couche poreuse à base de chitosane, compressée, neutralisée et lavée, comprenant les étapes suivantes : - a) on prépare une solution de chitosane, - b) on verse dans un moule ladite solution afin de former une couche, - c) on lyophilise la couche obtenue en b) pour obtenir une couche poreuse, - d) on compresse ladite couche poreuse obtenue en c), - e) on neutralise la couche poreuse compressée obtenue en d) au moyen d'une solution de NH4OH, - f) la couche poreuse compressée neutralisée obtenue en e) est soumise à une ou plusieurs étapes de lavage. Le procédé selon l'invention permet d'obtenir des couches poreuses à base de chitosane compressées, neutralisées et lavées, à concentration élevée en chitosane. Par « à base de chitosane », on entend selon la présente demande que le composé majoritaire de la couche poreuse est le ch itosane. .En particulier, les couches poreuses de chitosane compressées, neutralisées et lavées obtenues par le procédé selon l'invention présentent une masse volumique particulièrement élevée. Ainsi, les couches poreuses obtenues par le procédé selon l'invention présentent une excellente résistance à la traction et une excellente résistance à la suture. Elles permettent donc d'obtenir des implants de renfort de zones ou lignes d'agrafage particulièrement efficaces.
Selon une première étape du procédé selon l'invention, étape a), on prépare une solution de chitosane. Le chitosane est un biopolymère biocompatible issu de la désacétylation de la chitine. La chitine est extraite d'exosquelettes d'arthropodes tels que le homard, le crabe, la crevette, de l'endosquelette de céphalopodes tels que le calamar, ou encore des champignons. L'extraction de la chitine implique des étapes d'hydrolyse des protéines et des lipides, de dépigmentation et de déminéralisation. Habituellement, l'hydrolyse des protéines et des lipides est effectuée en présence de soude, la déminéralisation nécessitant l'utilisation d'acide chlorhydrique.
Une fois la chitine extraite, le chitosane est obtenu par une étape de désacétylation, qui consiste en une hydrolyse des groupements acétamide.
Cette réaction est généralement effectuée à haute température dans une solution alcaline, par exemple une solution de soude (NaOH) à 48% dans de l'eau, à 90°C. Les publications suivantes décrivent également des procédés de 5 désacétylation de la chitine pour obtenir du chitosane : « Lamarque, G., C. Viton, and A. Domard, New Route of Deacetylation of a- and /3-Chitins by Means of Freeze-Pump Out-Thaw Cycles. Biomacromolecules, 2005. 6(3) :p. 1380-1388.", "Lamarque, G., C. Viton, and A. Domard, Comparative Study of the First Heterogeneous Deacetylation of a- and /3-Chitins in a Multistep 10 Process. Biomacromolecules, 2004. 5(3) :p. 992-1001.", "Lamarque, G., C. Viton, and A. Domard, Comparative Study of the Second and Thi rd Heterogeneous Deacetylations of a- and /3-Chitins in a Multistep Process. Biomacromolecules, 2004. 5(5) :p. 1899-1907. », "Tolaimate, A., et al., Contribution to the preparation of chitins and chitosans with controlled physico15 chemical properties. Polymer, 2003. 44(26): p. 7939-7952. » Des chitosane convenant comme matériaux de départ pour le procédé selon l'invention sont disponibles auprès des sociétés Kitozyme (extrait de champignon), Heppe Medical chitosan (extrait de crevette ou crabe), Primex (extrait de crevette), Novamatrix (extrait de crevette). 20 Le chitosane est un composé biodégradable. Le degré d'acétylation du chitosane peut avoir une influence sur la cinétique de dégradation du chitosane. Ainsi, selon la cinétique de biodégradation souhaitée pour la couche poreuse préparée selon le procédé de l'invention, et donc pour l'implant formé à partir de cette couche poreuse, le chitosane pourra présenter un degré 25 d'acétylation de 2, 3, 10, 20, 30, 40, ou encore 50% : le degré d'acétylation souhaité peut être obtenu en réalisant un mélange de plusieurs chitosane de différents degrés d'acétylation. Dans une forme de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, le degré d'acétylation du chitosane va de 0 à 70%, de préférence de 1 à 50%, de 30 préférence de 1 à 10%, de préférence encore de 2 à 3%. Un tel chitosane permet d'obtenir des couches poreuses présentant une cinétique de dégradation optimale ainsi qu'un support de la croissance tissulaire pour la fabrication d'implants de renforts de lignes d'agrafage. La solution de chitosane de l'étape a) du procédé selon l'invention 35 est généralement préparée par solubilisation de chitosane sous forme de poudre dans de l'eau. La solution est ajustée au pH voulu par exemple par ajout d'acide acétique. Dans une forme de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, le pH de la solution de chitosane est ajusté à une valeur allant de 3 à 5, de préférence à 3,5, par exemple par ajout d'acide acétique. Un tel pH permet d'obtenir au final une couche poreuse compressée à base de chitosane 5 ayant de bonnes propriétés mécaniques et apte à être agrafée par exemple. Dans une forme de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, la solution de l'étape a°) est une solution de chitosane dans l'eau, la concentration de chitosane dans ladite solution allant de 0,6% à 5%, de préférence de 1 % à 3%, de préférence encore de 2% à 3% en poids, par 10 rapport au poids total de la solution. De telles concentrations de chitosane permettent d'obtenir au final des couches poreuses de chitosane compressées particulièrement résistantes à la traction et à la suture. De préférence également, la solution de chitosane du procédé selon l'invention est exempte de tout autre polymère. La présence 15 d'un autre polymère que le chitosane dans la solution pourrait affecter l'étape de lyophilisation et/ou l'étape de compression du procédé selon l'invention. Selon une deuxième étape du procédé selon l'invention, étape b), la solution de chitosane est versée dans un moule afin de former une couche. Généralement, le moule a la forme d'un rectangle présentant des dimensions 20 compatibles avec l'utilisation de la couche obtenue comme partie ou tout d'un implant de renfort pour des zones d'agrafages dans certaines parties du corps humain, comme par exemple la région gastro-intestinale. Selon une trosième étape du procédé selon l'invention, étape c), la couche obtenue en b) est lyophilisée pour obtenir une couche poreuse. 25 Dans la présente demande, on entend par « couche poreuse » une couche présentant des pores, ou vides, alvéoles, trous, orifices, répartis de façon régulière ou non, non seulement à la surface mais également au sein de l'épaisseur de ladite couche, et plus ou moins interconnectés, selon le processus de lyophilisation utilisé. De tels processus de lyophilisation sont 30 connus. Il est connu de faire varier la température et la vitesse de congélation ainsi que les caractéristiques de la solution de polymère à lyophiliser (pH, concentration ...), ici le chitosane, en fonction de la structure de l'éponge ou couche poreuse que l'on souhaite obtenir (voir US 4970298 ; Doillon et al, J Biomed Mater Res, 1986 ; Schoof, J Biomed Mater Res, 2001 ; O'Brien et al, 35 Biomaterials, 2004).
Selon une quatrième étape du procédé selon l'invention, étape d), la couche poreuse obtenue en c) est compressée. Cette compression peut par exemple se faire au moyen d'une presse pneumatique, telle qu'une presse Mâder Pressen HP10000 HV10/50, Neuhausen, Allemagne.
La compression peut être totale, autrement dit elle est effectuée sans insérer de cale entre les deux mâchoires de la presse utilisée. Dans d'autres formes de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, il est possible d'insérer une cale de 2 mm, ou encore une cale de 1 mm, pour obtenir une couche compressée respectivement d'environ 2 mm d'épaisseur ou de 1 mm d'épaisseur. Dans une forme de mise en oeuvre, la couche poreuse est compressée jusqu'à obtention d'une épaisseur pour ladite couche, inférieure ou égale à 2 mm, de préférence inférieure ou égale à 1 mm, de préférence encore inférieure ou égale à 0,5 mm. En effet, de telles épaisseurs permettent de ne pas surcharger la zone d'agrafages que l'implant de renfort à base de la couche poreuse obtenue selon l'invention devra venir renforcer : en particulier, cela permet de ne pas dépasser la hauteur limite de charge des agrafes utilisées et donc de pouvoir utiliser ces agrafes efficacement. En particulier, dans une forme de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, ladite couche poreuse est compressée jusqu'à obtention d'une masse volumique pour ladite couche, supérieure ou égale à 0,04 g/cm3, de préférence supérieure ou égale à 0,19 g/cm3, de préférence encore supérieure ou égale à 0,65 g/cm3. De telles masses volumiques permettent d'obtenir au final des couches poreuses particulièrement résistantes à la traction et à la suture. Selon une cinquième étape du procédé selon l'invention, l'étape e), la couche poreuse de chitosane compressée obtenue en d) est neutralisée au moyen d'une solution de NH4OH. Dans une forme de mise en oeuvre du procédé de l'invention, la solution de NH4OH est une solution de NH4OH dans l'eau ou dans l'éthanol, la concentration de NH4OH dans ladite solution allant de 0,6 à 2 mol/I. Par exemple, la solution de NH4OH est une solution de NH4OH dans l'éthanol, la concentration de NH4OH dans ladite solution allant de 1 à 2 mol/I, de préférence étant de 2 mol/I.
Une telle solution permet une neutralisation efficace des couches poreuses compressées obtenues à l'étape précédente, à la fois en surface et au coeur de la couche, et ce, même si la couche a été compressée fortement, par exemple selon une compression totale, et que la couche présente après compression une masse volumique supérieure ou égale à 0,20 g/cm3. Après l'étape de compression décrite ci-dessus, la couche poreuse peut présenter une épaisseur très fine, par exemple inférieure ou égale à 2 mm, ou encore inférieure ou égale à 1 mm, ou encore inférieure ou égale à 0,5 mm : par ailleurs, elle peut présenter une concentration en chitosane élevée, comme par exemple celle obtenue à partir d'une solution de départ en chitosane de 1`)/0 à 3% en poids, par rapport au poids total de la solution. La neutralisation au moyen d'une solution NH4OH, en particulier dans l'eau ou dans l'éthanol, la concentration de NH4OH dans ladite solution allant de 0,6 à 2 mol/I, de préférence dans l'éthanol, la concentration de NH4OH dans ladite solution allant de 1 à 2 mol/I, de préférence étant de 2 mol/I, permet de neutraliser en profondeur ces couches poreuses à masse volumique élevée : en particulier, la solution de NH4OH pénètre au coeur de la couche poreuse compressée. Dans une forme de mise en oeuvre du procédé de l'invention, la couche poreuse compressée obtenue en d) est neutralisée par trempage dans ladite solution de NH4OH pendant une durée inférieure ou égale à 30 min, de préférence une durée allant de 5 min à 20 min. Une telle durée permet d'obtenir une couche poreuse compressée totalement neutralisée. Selon une sixième étape du procédé de l'invention, étape f), la couche poreuse compressée neutralisée obtenue en e) est soumise à une ou plusieurs étapes de lavage. L'étape de lavage permet de supprimer de la couche poreuse les éventuels sels restant encore dans cette couche, comme par exemple les sels d'acétate de sodium ou d'acétate d'ammonium. Par exemple, la couche poreuse compressée neutralisée est trempée dans un ou plusieurs bains d'eau stérile jusqu'à obtention d'une eau de lavage de pH proche de 7. La couche de chitosane poreuse compressée, neutralisée et lavée selon le procédé de l'invention peut faire partie ou constituer le tout d'un implant de renfort de lignes ou zones d'agrafages. En effet, ces couches ainsi compressées, neutralisées et lavées présentent une excellente résistance à la traction et à la suture. Ainsi, un autre aspect de l'invention porte sur une couche poreuse 35 à base de chitosane, neutralisée et lavée, obtenue à partir d'une couche obtenue par lyophilisation d'une solution de chitosane dans l'eau, la concentration de chitosane dans ladite solution allant de 0,6% à 5%, de préférence de 1 % à 3%, de préférence encore de 2% à 3% en poids, par rapport au poids total de la solution, qui a été compressée jusqu'à obtention d'une masse volumique pour ladite couche compressée, supérieure ou égale à 0,04 g/cm3, de préférence supérieure ou égale à 0,19 g/cm3, de préférence encore supérieure ou égale à 0,65 g/cm3. Un autre aspect de l'invention porte sur un implant, notamment pour le renfort de zone d'agrafage, comprenant au moins une couche poreuse telle que décrite ci-dessus, ou obtenue par le procédé décrit ci-dessus.
L'invention et ses avantages ressortiront mieux des exemples ci- dessous et des figures annexées dans lesquelles : - Figure 1 est un schéma expliquant le fonctionnement du test de résistance à la traction, - Figure 2 est un schéma expliquant le fonctionnement du test de 15 résistance à la suture. EXEMPLE 1 : On a préparé des couches poreuses de chitosane compressées et 20 neutralisées selon les protocoles suivants : 1°) Préparation de solutions de chitosane à des concentrations en chitosane différentes, et de masses différentes : 25 15 g de chitosane de degré d'acétylation (DA) 2% ont été solubilisés dans 1344 ml d'eau stérile en ajoutant 5,5 ml d'acide acétique sous agitation. La solution a été portée d'un pH 5,11 à un pH de 3,5 par addition de 39 ml d'acide acétique. La solution a ensuite été diluée par ajout de 92 ml d'eau stérile afin d'obtenir une solution de chitosane à 1`)/0 en poids, par rapport 30 au poids total de la solution (appelée solution à 1%). Une partie de cette solution a été utilisée pour préparer des échantillons de solutions pesant respectivement 60 g, 80 g et 100 g. Une autre partie de cette solution à 1%, à savoir 958,5 g, a été diluée par ajout de 240 ml d'eau stérile et a été ajustée à pH 3,5 par ajout de 35 0,5 ml d'acide acétique. On obtient une solution de chitosane à 0,8% en poids, par rapport au poids total de la solution (appelée solution à 0,8%). Une partie de cette solution à 0,8% est utilisée pour préparer des échantillons de solutions pesant respectivement 60 g, 80 g et 100 g. Une autre partie de la solution à 0,8%, à savoir 680 g, est diluée par ajout de 227 ml d'eau stérile et est ajustée à pH 3,5 par ajout de 0,5 ml d'acide acétique. On obtient une solution de chitosane à 0,6% en poids, par rapport au poids total de la solution (appelée solution à 0,6%). Cette solution à 0,6% est utilisée pour préparer des échantillons de solutions pesant respectivement 60 g, 80 g et 100 g.
On obtient donc les différents types d'échantillons de solutions S1- S9 rassemblés dans le Tableau I suivant : Echantillon de Concentration en Masse de la solution chitosane (en solution en g poids) S1 0,6% 60 S2 0,6% 80 S3 0,6% 100 S4 0,8% 60 S5 0,8% 80 S6 0,8% 100 S7 1% 60 S8 1% 80 S9 1% 100 Tableau I : types d'échantillons de solution préparés 2°) Préparation de couches poreuses compressées à partir des solutions obtenues en 1°) : Après centrifugation, tous les échantillons de solutions préparés en 1°) ont été versés chacun dans un moule rectangulaire de dimensions 12 cm x 17 cm, puis lyophilisés pendant 28h. On obtient ainsi les couches poreuses C1-C9 obtenues respectivement à partir de la lyophilisation des solutions S1-S9 du point 1°).
Les couches poreuses C1-C9 sont ensuite soumises chacune à une compression selon le protocole suivant : chaque couche est compressée à l'aide d'une presse pneumatique (Mâder Pressen HP10000 HV10/50, Neuhausen, Allemagne) fixée à 4 bars pour un cycle de 13 secondes. Une 5 charge finale de 67 kN est appliquée durant le cycle après 4 secondes et est maintenue jusqu'à la fin du cycle. Cette compression est réalisée sans cale. On obtient ainsi les couches poreuses compressées CC1-CC9, obtenues respectivement à partir des couches poreuses C1-C9 ci-dessus, présentant les caractéristiques suivantes : 10 Couche poreuse Epaisseur en mm Masse volumique ( g/cm3) compressée CC1 0,13 0,19 CC2 0,14 0,24 CC3 0,15 0,28 CC4 0,13 0,25 CC5 0,2 0,22 CC6 0,2 0,28 CC7 0,16 0,26 CC8 0,21 0,26 CC9 0,33 0,21 Tableau II : Epaisseur et masse volumique des couches poreuses compressées 15 3°) Préparation de couches poreuses compressées neutralisées par l'ammoniac (selon l'invention) : Une partie des couches poreuses compressées CC1-CC9 20 obtenues en 2°) sont soumises à une étape de neutralisation selon le protocole suivant : chaque couche est trempée dans une solution de NH4OH à 1 mol/I dans l'éthanol pendant 5 min en vue de supprimer les sels potentiellement restant dans la couche.
On constate que les couches sont neutralisées efficacement. Elles peuvent ensuite être lavées dans des bains d'eau stérile, jusqu'à obtention d'une eau de lavage de pH proche de 7, sans risque de re-solubilisation.
Ces couches poreuses de chitosane compressées, neutralisées et lavées peuvent être utilisées efficacement dans des implants de renfort de lignes d'agrafages. Elles sont résistantes à la traction et à la suture. 4°) Préparation de couches poreuses compressées neutralisées 10 par la soude (comparatif) : L'autre partie des couches poreuses compressées CC1-CC9 obtenues en 2°) est soumise à une étape de neutralisation selon le protocole suivant : chaque couche est trempée dans une solution de NaOH à 0,5 mol/I 15 dans l'éthanol pendant 5 min, en vue de supprimer les sels potentiellement restant dans la couche. On constate que seule la surface de la couche est neutralisée. Durant les lavages dans les bains d'eau stérile qui suivent l'étape de neutralisation, on constate que la couche poreuse compressée se re-solubilise 20 et est donc détruite. Ainsi, il n'est pas possible d'obtenir des couches poreuses compressées neutralisées et lavées, lorsque la neutralisation se fait par la soude. 25 EXEMPLE 2 : On a préparé des couches poreuses de chitosane selon les protocoles suivants : 30 1°) Préparation de couches poreuses de chitosane compressées : 21 g de chitosane de degré d'acétylation (DA) 3% ont été solubilisés dans 2442 ml d'eau stérile en ajoutant 8 ml d'acide acétique sous 35 agitation. La solution a été portée d'un pH 5,11 à un pH de 3,5 par addition de 60 ml d'acide acétique. La solution a ensuite été diluée par ajout de 94 ml d'eau stérile afin d'obtenir une solution de chitosane à 0,8% en poids, par rapport au poids total de la solution. Des échantillons de cette solution ont été centrifugés puis versés chacun dans un moule rectangulaire de dimensions 12 cm x 17 cm, puis 5 lyophilisés pendant 28h. Les couches poreuses obtenues par lyophilisation ont ensuite été compressées de la même façon que dans l'EXEMPLE 1. 10 2°) Neutralisation des couches poreuses compressées obtenues en Six couches poreuses compressées obtenues en 1°), à savoir les échantillons CC11-CC16 ont été neutralisées, chacune selon un protocole différent, détaillé ci-après : 15 - CC11 : la couche poreuse compressée a été trempée dans une solution de NaOH à 0,5 mol/I dans l'éthanol pendant 20 min, - CC12 : la couche poreuse compressée a été trempée dans une solution de NaOH à 0,5 mol/I dans l'eau stérile pendant 20 min, - CC13 : la couche poreuse compressée a été trempée dans une 20 solution de NH4OH à 1 mol/I dans l'éthanol pendant 20 min, - CC14 : la couche poreuse compressée a été trempée dans une solution de NH4OH à 1 mol/I dans l'eau stérile pendant 20 min, - CC15 : la couche poreuse compressée a été trempée dans une solution de NH4OH à 1 mol/I dans l'éthanol pendant 5 min, 25 - CC16 : la couche poreuse compressée a été trempée dans une solution de NH4OH à 1 mol/I dans l'eau stérile pendant 5 min. Les couches poreuses compressées CC11-CC16 et neutralisées comme décrit ci-dessus ont ensuite été lavées deux fois dans de l'eau stérile. 30 Leur qualité a ensuite été évaluée visuellement de la manière suivante : - Présence de bulles, ou déformation ou rétrécissement : noté « mauvais », - Surface égale et couche plate non déformée : noté « Bon » 35 Les résultats sont rassemblés dans le Tableau III suivant : Echantillon Neutralisation Aspect visuel CC11 NaOH 0,5 mol/I Ethanol, 20 min Mauvais CC12 NaOH 0,5 mol/I Eau stérile, 20 min Mauvais CC13 NH4OH 1 mol/I Ethanol, 20 min Bon CC14 NH4OH 1 mol/I Eau stérile, 20 min Bon CC15 NH4OH 1 mol/I Ethanol, 5 min Bon CC16 NH4OH 1 mol/I Eau stérile, 5 min Bon Tableau III : aspect visuel de couches poreuses de chitosane compressées en fonction de la neutralisation effectuée EXEMPLE 3 : Une solution de chitosane à 2% en poids, par rapport au poids total 10 de la solution, et de pH 3,5 a été préparée. Des échantillons de 121 g de cette solution ont été centrifugés puis versés chacun dans un moule rectangulaire de dimensions 12 cm x 17 cm, puis lyophilisés pendant 28h. 15 Les couches poreuses obtenues par lyophilisation ont ensuite été compressées de la même façon que dans l'EXEMPLE 1. Une partie des couches poreuses de chitosane compressées ainsi obtenues ont été neutralisées par trempage dans une solution de NH4OH à 1 20 mol/I pendant 20 min : la neutralisation a été efficace. Une autre partie des couches poreuses de chitosane compressées ainsi obtenues ont été neutralisées par trempage dans une solution de NH4OH à 2 mol/I dans l'éthanol pendant 5 min : la neutralisation a été efficace. 25 EXEMPLE 4 : Selon la méthode de préparation de l'EXEMPLE 1, on a préparé des solutions de chitosane à pH 3,5 à des concentrations respectives de 1%, 2% et 3%, en poids, par rapport au poids total de la solution. On a ensuite préparé des échantillons de solutions de 121 g. Après centrifugation, ces échantillons de solutions ont été versés chacun dans un moule rectangulaire de dimensions 12 cm x 17 cm, puis lyophilisés pendant 28h.
On a ainsi obtenu des couches poreuses de chitosane. Pour chaque concentration initiale de chitosane, des échantillons de ces couches poreuses ont été compressés, chacun selon un des trois protocoles suivants : - Compression totale : la couche est compressée à l'aide d'une presse pneumatique (Mâder Pressen HP10000 HV10/50, Neuhausen, Allemagne) fixée à 6 bars pour un cycle de 13 secondes. Cette compression est réalisée sans cale. - Compression 2 mm : correspond au protocole ci-dessus pour la compression totale mais une cale de 2 mm est insérée entre les deux mâchoires de la presse, - Compression 1 mm : correspond au protocole ci-dessus pour la 20 compression totale mais une cale de 1 mm est insérée entre les deux mâchoires de la presse. Les échantillons de couches poreuses compressées et les valeurs de leur masse volumique respective après compression sont rassemblés dans 25 le tableau IV suivant dans lequel : - pour chaque type d'échantillon, la valeur indiquée correspond à une moyenne pour deux essais, - C en poids : représente la concentration en chitosane en poids, par rapport au poids total de la solution de départ, 30 - El : représente l'épaisseur de la couche poreuse après lyophilisation et avant compression, - E2: représente l'épaisseur de la couche poreuse après compression, - MV est la masse volumique en g/cm3 de la couche poreuse 35 après compression et avant neutralisation. Le volume de la couche poreuse est connu des dimensions du moule et de l'épaisseur de la couche après compression. On mesure la masse de la couche et on détermine ainsi sa masse volumique. Echantillon C en poids Compression El (mm) E2 (mm) MV (g/cm3) CC21 1% totale 4,59 0,15 0,68 CC22 1% 2 mm 4,08 2,10 0,04 CC23 1% 1 mm 3,84 1,06 0,09 CC24 2% totale 4,92 0,27 0,75 CC25 2% 2 mm 4,90 2,27 0,09 CC26 2% 1 mm 4,88 1,14 0,18 CC27 3% totale 4,79 0,41 0,70 CC28 3% 2 mm 4,63 2,28 0,12 CC29 3% 1 mm 4,37 1,16 0,23 Tableau IV : masse volumique des couches poreuses compressées avant neutralisation Toutes les couches poreuses compressées obtenues ont été 10 neutralisées par trempage dans une solution de NH4OH à 2 mol/1 dans l'éthanol pendant 20 min : la neutralisation a été efficace. Les couches neutralisées ont ensuite été lavées dans des bains d'eau stérile jusqu'à obtention d'une eau de lavage de pH proche de 7. On n'a constaté aucune re-solubilisation des couches durant cette étape de lavage. 15 Ainsi, le procédé selon l'invention permet de neutraliser et laver des couches poreuses de chitosane présentant des masses volumiques particulièrement élevées, pouvant aller jusqu'à 0,75 g/cm3 (voir CC21, CC27 et CC24). Le procédé selon l'invention permet également de neutraliser et laver 20 des couches poreuses de chitosane dont la concentration en chitosane est particulièrement élevée, en particulier des couches poreuses de chitosane obtenues à partir de solution de départ à 3% en chitosane (voir CC27-29). Par ailleurs, la masse volumique finale MVF des couches poreuses 25 compressées ci-dessus après neutralisation a été calculée selon la formule suivante : PxCNF, où P est le poids de la couche, C est la concentration en chitosane en poids, par rapport au poids total de la solution de départ, et VF est le volume de la couche mesuré après la neutralisation. Les résultats sont consignés dans le tableau V suivant : Echantillon MVF (g/cm3) CC21 0,44 CC22 0,05 CC23 0,08 CC24 0,29 CC25 0,08 CC26 0,12 CC27 0,29 CC28 0,11 CC29 0,15 Tableau V : masse volumique finale des couches poreuses compressées après neutralisation Essais de résistance à la traction : 15 La résistance à la traction des couches poreuses compressées neutralisées et lavées CC21-29 ci-dessus a été évaluée selon le protocole suivant : en référence à la Figure 1, pour chaque couche CC21-29, un échantillon humide 1 de 8 cm x 2,5 cm est monté sur une machine 2 équipée d'une cellule chargée à 100 N, comprenant une mâchoire fixe 3 et une 20 mâchoire mobile 4. Chaque extrémité (sur environ 2 cm) de l'échantillon 1 est fixée à une mâchoire (3, 4). Une vitesse d'extension constante de 50 mm/min est ensuite appliquée à la mâchoire mobile 4, et on mesure la force F nécessaire pour parvenir à la rupture de l'échantillon 1. 25 Les résultats sont rassemblés dans le tableau VI ci-dessous dans lequel la valeur de la force F correspond à la moyenne pour 5 essais. 10 Ech. CC21 CC22 CC23 CC24 CC25 CC26 CC27 CC28 CC29 F (N) 18,57 10,82 12,98 20,42 19,14 27,58 50,56 37,05 26,02 Tableau VI : résistance à la traction des couches CC21-CC29 Ces résultats montrent que la résistance à la traction des couches poreuses de chitosane obtenues selon le procédé de l'invention est particulièrement élevée. Ces couches poreuses sont ainsi tout à fait utiles pour la fabrication d'implant de renfort de zones ou de lignes d'agrafage.
Essais de résistance à la suture : La résistance à la suture des couches poreuses compressées neutralisées et lavées CC21-29 ci-dessus a été évaluée selon le protocole suivant : en référence à la Figure 2, pour chaque couche CC21-29, un échantillon 10 de 4 cm x 4 cm est fixé par un de ses bords à une mâchoire fixe 11. Un fil 12 de suture (« Surgipro II 5-0 » disponible commercialement auprès de la société Covidien) est introduit au centre de l'échantillon 10, à 1 cm du bord. Une vitesse d'extension constante de 50 mm/min est ensuite appliquée au fil 12 de suture, et on mesure la force F nécessaire pour parvenir à la rupture de l'échantillon 10. Les résultats sont rassemblés dans le tableau VII ci-dessous dans lequel la valeur de la force F correspond à la moyenne pour 5 essais.
Ech. CC21 CC22 CC23 CC24 CC25 CC26 CC27 CC28 CC29 F (N) 1,773 1,471 1,227 3,172 2,536 3,434 3,020 3,920 2,418 Tableau VII : résistance à la suture des couches CC21-CC29 Ces résultats montrent que la résistance à la suture des couches poreuses de chitosane obtenues selon le procédé de l'invention est particulièrement élevée. Ces couches poreuses sont ainsi tout à fait utiles pour la fabrication d'implant de renfort de zones ou de lignes d'agrafage.
Claims (12)
- REVENDICATIONS1. Procédé de préparation d'une couche poreuse à base de chitosane, compressée, neutralisée et lavée, comprenant les étapes 5 suivantes : - a) on prépare une solution de chitosane, - b) on verse dans un moule ladite solution afin de former une couche, - c) on lyophilise la couche obtenue en b) pour obtenir une couche 10 poreuse, - d) on compresse ladite couche poreuse obtenue en c), - e) on neutralise la couche poreuse compressée obtenue en d) au moyen d'une solution de NH4OH, - f) la couche poreuse compressée neutralisée obtenue en e) est 15 soumise à une ou plusieurs étapes de lavage.
- 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la solution de l'étape a°) est une solution de chitosane dans l'eau, la concentration de chitosane dans ladite solution allant de 0,6% à 5%, de préférence de 1`)/0 à 3%, de préférence encore de 2% à 3% en poids, par rapport au poids total de la 20 solution.
- 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le degré d'acétylation du chitosane va de 0 à 70%, de préférence de 1 à 50%, de préférence de 1 à 10%, de préférence de 2 à 3%.
- 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans 25 lequel le pH de la solution en a) est ajusté à une valeur allant de 3 à 5, de préférence à 3,5, par exemple par ajout d'acide acétique.
- 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel, selon l'étape d), ladite couche poreuse est compressée jusqu'à obtention d'une épaisseur pour ladite couche, inférieure ou égale à 2 mm, de 30 préférence inférieure ou égale à 1 mm, de préférence encore inférieure ou égale à 0,5 mm.
- 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel, selon l'étape d), ladite couche poreuse est compressée jusqu'à obtention d'une masse volumique pour ladite couche, supérieure ou égale à 35 0,04 g/cm3, de préférence supérieure ou égale à 0,19 g/cm3, de préférence encore supérieure ou égale à 0,65 g/cm3.
- 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel selon l'étape e), la solution de NH4OH est une solution de NH4OH dans l'eau ou dans l'éthanol, la concentration de NH4OH dans ladite solution allant de 0,6 à 2 mol/I.
- 8. Procédé selon la revendication 7, dans lequel la solution de NH4OH est une solution de NH4OH dans l'éthanol, la concentration de NH4OH dans ladite solution allant de 1 à 2 mol/I, de préférence étant de 2 mol/I.
- 9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel selon l'étape e), la couche poreuse compressée obtenue en d) est neutralisée par 10 trempage dans ladite solution de NH4OH pendant une durée inférieure ou égale à 30 min, de préférence une durée allant de 5 min à 20 min.
- 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel selon la ou lesdites étapes de lavage, la couche poreuse compressée neutralisée est trempée dans un ou plusieurs bains d'eau stérile jusqu'à 15 obtention d'une eau de lavage de pH proche de 7.
- 11. Couche poreuse à base de chitosane, neutralisée et lavée, obtenue à partir d'une couche obtenue par lyophilisation d'une solution de chitosane dans l'eau, la concentration de chitosane dans ladite solution allant de 0,6% à 5%, de préférence de 1% à 3%, de préférence encore de 2% à 3% 20 en poids, par rapport au poids total de la solution, qui a été compressée jusqu'à obtention d'une masse volumique pour ladite couche compressée, supérieure ou égale à 0,04 g/cm3, de préférence supérieure ou égale à 0,19 g/cm3, de préférence encore supérieure ou égale à 0,65 g/cm3.
- 12. Implant, notamment pour le renfort de zone d'agrafage, 25 comprenant au moins une couche poreuse selon la revendication 11, ou obtenue par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10.
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