FR3039565B1 - Filament multi-composant a base d'alginate - Google Patents

Abstract

Filament multi-composant (1) à base d'alginate (A), caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs parties distinctes (2A,2B), dont au moins une partie (2A) comprenant un alginate (A) et au moins une partie (2B) comprenant un polymère (B) différent dudit alginate (A).

Description

Filament multi-composant à base d’alginate

DOMAINE TECHNIQUE

La présente invention a pour objet un filament multi-composant à base d’alginate. Elle concerne également les composés obtenus à partir de ce filament. Ces produits sont avantageusement utilisés dans le traitement des plaies et sont en particulier destinés à l’hémostase et à la cicatrisation. L’invention a également pour objet un dispositif de fabrication du filament et un procédé de fabrication du filament.

ETAT DE L’ART L'acide alginique et ses dérivés (base conjuguée, sels et esters) les alginates sont des polysaccharides principalement obtenus à partir d'une famille d'algues brunes : Ses laminaires ou les fucus. L'alginate est le nom commun pour une famille de polymères formés de deux monomères liés ensemble : le mannuronate ou acide mannuronique et le guluronate ou acide guluronique.

La formule générale de l’alginate est Sa suivante :

La proportion et la distribution de ces deux monomères sont déterminantes pour une large expansion des propriétés physiques et chimiques de l'alginate, on parle ainsi de rapport mannuronique gluronique ou encore de rapport M/G. Sa composition chimique varie selon les diverses espèces d'algues, les différentes parties de la même plante et est sujette aux changements saisonniers. Néanmoins, par sélection de matières premières aux différentes propriétés, il est possible de fabriquer une variété d’alginate aux caractéristiques constantes.

Les produits à base d’alginate, en particulier d’alginate de calcium, ont des propriétés intrinsèques, naturelles, très efficaces contre le traitement des plaies. Ces produits sont en particulier destinés à l’hémostase et à la cicatrisation.

En effet, l’alginate de calcium a une double action bénéfique : il facilite à la fois la coagulation et la cicatrisation. Au contact de la lésion, l’alginate échange ses ions Ca+ avec les ions Na+ des liquides biologiques, activant ainsi les cellules impliquées dans la cicatrisation. De plus, les fibres d’alginate se gélifient, créant un environnement humide favorable au processus cicatriciel. SI possède donc un fort pouvoir d’absorption, supérieur à celui des hydrocolloïdes et des hydrocellulaires. L’alginate de calcium possède donc des propriétés cicatrisantes.

Par ailleurs, cette substance naturelle a l’avantage de posséder une propriété d’hémostase. Son efficacité résulte d’une activation locale de la coagulation par les ions calcium. Les fibres d’alginate constituent également une matrice permettant de structurer et de renforcer Se réseau du caillot sanguin.

Les fibres d’alginate diminuent en outre le risque infectieux au niveau local en fixant les bactéries de la lésion sur son réseau de fibres gélifiées. Enfin, l’alginate n’induit pas Sa prolifération des germes responsables du syndrome de choc toxique. L’alginate peut être fabriqué sous Sa forme de filaments. A partir de ces filaments peuvent être obtenus des fibres, fils, tissus, tricots, dentelles, ouates, compresses et tout autre produit textile. Parmi leurs applications, on peut principalement citer l’utilisation des fils comme matériau de suture et l’utilisation des tissus, mèches, ouates, etc., comme pansements hémostatiques et cicatrisants notamment. il apparaît souhaitable de disposer de produits textiles comprenant de l’alginate et dans lesquels on puisse associer à l’alginate au moins un autre principe actif et choisir localement dans Se produit Ses zones d’action de l’alginate et les zones d’action du ou des autres principes actifs, il est également souhaitable de maîtriser la répartition et les quantités de ces propriétés, sans que Ses différentes propriétés des principes actifs interfèrent.

La présente invention vise à atteindre cet objectif.

EXPOSE DE L’INVENTION L’invention a ainsi pour objet un filament multi-composant à base d’alginate.

Le filament selon l’invention comprend plusieurs parties distinctes, dont au moins une partie comprenant un alginate et au moins une partie comprenant un polymère différent dudit alginate.

Par « polymère différent dudit alginate », on entend un polymère de structure différente de l’alginate, par exemple de formule différente, ou de disposition dans S’espace différente. Le polymère différent dudit alginate peut ainsi être un autre alginate, de formule différente, par exemple de rapport M/G différent. Le polymère différent dudit alginate peut également être un alginate de même formule, mais de disposition dans l’espace différente, par exemple de réticulation différente, ou d’orientation des chaînes de polymère dans l’espace différente.

Ainsi, avantageusement, ladite au moins une partie comprenant l’alginate est distincte est séparée de la ou des autres parties. Ce séquençage du filament a pour avantage que chaque partie confère localement la propriété associée au polymère qu’elle contient. Les parties étant distinctes, les différentes propriétés associées aux différents polymères n’interfèrent pas.

Lesdites plusieurs parties distinctes peuvent être disposées longitudinalement et/ou transversalement. Par disposition longitudinale, on entend que le filament présente en section transversale une unique partie. Par disposition transversale, on entend que le filament présente en section transversale plusieurs desdites parties distinctes.

Le filament peut comprendre une alternance d’une partie comprenant de l’alginate et d’au moins une partie comprenant un polymère différent dudit alginate.

Ladite alternance peut comprendre, entre la partie comprenant de l’alginate et ladite au moins une partie comprenant un polymère différent dudit alginate, une partie comprenant un mélange monophasique de l’alginate et dudit autre polymère. L’alginate peut être un alginate d’un métal choisi dans la famille des métaux multivalents, à l’exception du magnésium. L’alginate peut être de l’alginate de calcium.

Ledit polymère différent dudit alginate peut être choisi parmi les polymères ayant une activité de souplesse, hémostatique, cicatrisante, antibactérienne, thermomécanique, ou de résorption rapide.

Le filament peut être obtenu par coextrusion d’un alginate et d’au moins un polymère différent dudit alginate. L’invention a également pour objet un produit textile comprenant au moins un filament décrit ci-dessus.

Le produit textile peut être choisi parmi les fibres, fils, tissus, mèches, tricots, dentelles, ouates, et compresses. L’invention a également pour objet l’utilisation d’un produit textile décrit ci-dessus pour la fabrication d’un matériau de suture ou d’un pansement. L’invention a également pour objet un dispositif de fabrication d’un filament décrit ci-dessus.

Le dispositif selon l’invention comprend des moyens d’extrusion aptes à faire passer, notamment sous pression, à travers une même filière d’extrusion, successivement et/ou simultanément, une composition comprenant un alginate et au moins une composition comprenant un polymère différent dudit alginate.

Le dispositif comprend avantageusement des moyens de commande aptes à commander un passage successif et/ou simultané de ladite composition comprenant un alginate et de ladite au moins une composition comprenant un polymère différent dudit alginate.

Le passage successif peut être assuré à l’aide de vannes, par exemple à l’aide d’une vanne trois voies dans le cas où l’on a deux compositions, ou en disposant une vanne entre chaque composition et la filière d’extrusion.

Les moyens d’extrusion peuvent comprendre des premiers moyens aptes à faire passer sous pression ladite composition comprenant un alginate à travers la filière, et des au moins deuxièmes moyens aptes à faire passer sous pression ladite au moins une composition comprenant un polymère différent dudit alginate à travers la filière.

Chacun desdits premiers et au moins deuxièmes moyens peut comprendre un vérin et une seringue. Cet ensemble vérin-seringue peut être avantageusement remplacé par un contenant mis sous pression.

Le dispositif peut comprendre en aval de la filière d’extrusion un réservoir contenant un agent réticulant, et un dispositif de séchage. L’invention a également pour objet un procédé de fabrication d’un filament décrit ci-dessus.

Le procédé selon l’invention comprend une étape dans laquelle on fait passer, notamment sous pression, à travers une même filière d’extrusion, successivement et/ou simultanément, une composition comprenant un alginate et au moins une composition comprenant un polymère différent dudit alginate.

Un passage successif des compositions permet d’obtenir une disposition longitudinale des parties distinctes, tandis qu’un passage simultané des compositions permet d’obtenir une disposition transversale des parties distinctes.

Le procédé peut comprendre une répétition de ladite étape, Se nombre de répétitions étant fonction du nombre de parties distinctes que l’on souhaite obtenir dans Se filament.

DESCRIPTION DES FIGURES L’invention sera mieux comprise et d’autres détails, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d’exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés dans lesquels : - les figures 1 à 4 illustrent schématiquement une partie d’un filament selon l’invention, conformément à différents modes de réalisation, - la figure 5 est une vue schématique d’un dispositif de fabrication d’un filament selon l’invention, conformément à un premier mode de réalisation, et - la figure 6 une vue schématique d’un dispositif de fabrication d’un filament selon l’invention, conformément à un deuxième mode de réalisation.

DESCRIPTION DETAILLEE

Un filament multi-composant selon l’invention comprend plusieurs parties distinctes, dont au moins une partie comprenant un alginate et au moins une partie comprenant un autre polymère. Dans un premier mode de réalisation, tel qu’illustré à la figure 1, un filament 1 selon l’invention comprend une alternance d’une séquence 2A comprenant un alginate (polymère A) et d’une séquence 2B comprenant un polymère B.

Dans un deuxième mode de réalisation (figure 2), similaire au premier mode de réalisation, le filament 1 comprend entre les séquences 2A et 2B une séquence 2AB comprenant un mélange monophasique de l’alginate A et du polymère B.

Dans un troisième mode de réalisation (figure 3), le filament 1 comprend une alternance d’une séquence 2A comprenant un alginate A, d’une séquence 2B comprenant un polymère B et d’une séquence 2C comprenant un polymère C.

Dans un quatrième mode de réalisation (figure 4), Se filament 1 comprend deux séquences distinctes 2A et 2B, mais qui sont cette fois adjacentes transversalement. Contrairement aux trois premiers modes de réalisation, dans lesquelles les parties distinctes sont réparties uniquement longitudinalement (le filament présente en section transversale une unique séquence), le filament 1 comprend dans ce mode de réalisation des séquences associées transversalement (le filament 1 présente en section transversale une séquence 2A et une séquence 2B). On peut également combiner le quatrième mode de réalisation avec l’un des trois premiers modes de réalisation.

On peut choisir tout type de séquençage le long du filament 1, et notamment tout nombre de polymères et toute disposition relative des polymères entre eux, selon l’usage souhaité.

On voit ainsi l’intérêt de la structure, en parties distinctes, séparées et non confondues : on peut choisir localement Se long du filament le polymère et donc sa propriété associée. En outre, les propriétés des différents polymères n’interfèrent pas. A titre d’exemples de propriétés conférées par les différents polymères, on peut citer : - la rigidité, conférée par exemple par l’alginate guluronique (polymère A), - la souplesse, conférée par exemple par l’alginate mannuronique (polymère B), - l’activité hémostatique, conférée par exemple par l’alginate mannuronique (polymère B), - l’activité cicatrisante, conférée par exemple par l’alginate guluronique (polymère A) ou l’acide hyaluronique (polymère B), - l’activité antibactérienne ou bactériostatique, conférée par exemple par un alginate avec un sel d’argent (polymère B), - l’activité thermomécanique (allongement, rigidité en fonction de Sa température), conférée par exemple par les polymères commercialisés sous la dénomination ExpertGel® par la société PolymerExpert, et notamment les polymères ExpertGel® EG56 et ExpertGel® EG230 (polymère B), - Sa résorption rapide, conférée par exemple par la polycaprolactone, l’acide polyglycolique (polymère B), l’acide polylactique (polymère B), Se copoiymère d’acide glycolique et lactique (polymère B), le polydioxanone (polymère B).

Le filament peut ainsi présenter une alternance de séquences possédant les propriétés suivantes : - rigide - souple, - hémostatique - cicatrisant, - résorption lente - résorption rapide, - cicatrisant - antibactérien.

Des colorants peuvent être inclus dans Ses différentes séquences pour identifier facilement les propriétés. On peut par exemple utiliser un colorant rose pour la séquence du filament conférant une activité antibactérienne et un colorant vert pour la séquence du filament conférant une activité hémostatique.

La figure 5 illustre un exemple d’un dispositif 3 de fabrication d'un filament selon l’invention. Le dispositif comprend deux vérins 4A,4B actionnant chacun une seringue 5A,5B. La seringue 5A comprend une composition comprenant le polymère A (l’alginate) et la seringue 5B comprend une composition comprenant le polymère B.

Chaque seringue 5A,5B est reliée à une filière d’extrusion 6 de laquelle sort un ou plusieurs filaments 1 selon l’invention.

Le dispositif 3 comprend deux vannes 7A ,7B, dont une vanne 7A placée sur une conduite 8A reliant la seringue 5A à la filière 6, et une vanne 7B placée sur une conduite 8B reliant la seringue 5B à la filière 6.

Le dispositif 3 comprend en outre avantageusement en sortie de filière 6 un réservoir 9 comprenant un agent réticulant, ainsi qu’un dispositif de séchage 10.

Le dispositif 3 est représenté avec deux voies d’extrusion, dans le cas où le filament 1 comprend deux types de séquences 2A et 2B. On peut envisager davantage de voies d’extrusion selon Se nombre de polymères que l’on souhaite séquencer dans le filament 1.

Pour obtenir un filament 1 selon l’invention, on place tout d’abord une composition, notamment aqueuse, comprenant un alginate A dans la seringue 5A et une composition, notamment aqueuse, comprenant un polymère B dans la seringue 5B. Comme alginate A, on peut utiliser un alginate soluble dans l’eau, et notamment un alginate d’un métal choisi dans la famille des métaux multivalents, à l’exception du magnésium, typiquement de l’alginate de sodium. Le polymère B peut être choisi parmi les polymères B mentionnés ci-dessus, en fonction de la propriété que l’on souhaite conférer aux séquences 2B du filament 1.

Pour obtenir un séquençage d’un filament selon l’un des trois modes de réalisation illustrés aux figures 1 à 3, c'est-à-dire un mode de réalisation dans lequel les séquences 2A,2B sont disposées l’une après l’autre longitudinalement, on injecte alternativement l’une ou l’autre des compositions de A et de B dans la filière 6. L’injection est réalisée par mise en pression des seringues 5A ou 5B à l’aide des vérins 4A,4B. On met de préférence en œuvre une continuité de pression, de manière à obtenir un filage alternatif et continu.

Ainsi, pour obtenir une séquence 2A de polymère A, on ferme la vanne 7B reliant la seringue 5B à la filière 6, tandis qu’on injecte la composition de A dans la filière 6 via la vanne 7A maintenue ouverte. De la même façon, pour obtenir une séquence 2B de polymère B, on ferme la vanne 7A reliant la seringue 5A à la filière 6, tandis qu’on injecte la composition de B dans la filière 6 via la vanne 7B maintenue ouverte.

Pour obtenir un séquençage d’un filament selon le mode de réalisation illustré à la figure 4, c’est-à-dire un mode de réalisation dans lequel Ses séquences 2A,2B sont disposées l’une à côté de l’autre transversalement, on injecte simultanément la composition de A et la composition de B dans Sa filière 6, via les vannes 7A et 7B maintenues ouvertes. On veille à ce que les compositions de A et de B soient non miscibles pour que les séquences 2A et 2B restes distinctes.

La longueur des séquences 2A,2B peut être réglée en jouant sur la pression des vérins 4A,4B et sur la durée d’injection des compositions de A et de B. La durée d’injection et la pression sont réglables de manière indépendante pour la composition de A et la composition de B.

Le nombre de filaments 1 en sortie de la filière 6 est lié au nombre de trous présents dans la filière. On peut mettre en œuvre une filière à un seul trou, de manière à obtenir un filament 1 unique, typiquement dans Se cas où l’on souhaite fabriquer un fil de suture. On peut également mettre en œuvre une filière à plusieurs trous, de manière à obtenir plusieurs filaments.

Le gel obtenu en sortie de la filière 6 est avantageusement réticulé en passant dans Se réservoir 9 qui contient l’agent réticulant. L’agent réticulant peut être tout agent permettant la réticulation du gel séquencé sortant de la filière 6, et notamment une solution acide ou une solution d’un sel alcalino-terreux, par exemple un sel de calcium comme le chlorure de calcium. La réticulation permet une meilleure tenue mécanique du filament 1.

Le dispositif de chauffage 10 permet avantageusement de mieux textiliser le filament 1 obtenu. On peut utiliser tout type de dispositif de chauffage, comme par exemple un chauffage par rayonnement infrarouge.

Le filament obtenu pour être utilisé pour la fabrication d’un produit textile, par exemple un produit textile choisi parmi les fibres, fils, tissus, mèches, tricots, dentelles, ouates, et compresses.

Par fil, on entend un ensemble d’au moins un filament non coupé longitudinalement. Par fibre, on entend un ensemble d’au moins un filament coupé longitudinalement.

Dans le mode de réalisation illustré à la figure 6, sur laquelle les éléments identiques à ceux de la figure 5 portent les mêmes références, le dispositif 3 peut comprendre, à la place des deux vannes 7A et 7B, une vanne trois voies 7.

Exemple de fabrication d’un filament multi-composant

Une première solution d’alginate de sodium est préparée en solubilisant dans 1L d’une solution aqueuse 100g d’un alginate ayant un rapport M/G de 2. La solution est alors homogénéisée grâce à un réacteur. En parallèle, une autre solution est préparée de la même façon avec le même alginate mais en solubilisant 60g de l’alginate dans 1L. il est ainsi obtenu une solution d’alginate de sodium à 10% et une solution à 6%. Du fait de la différence de concentration entre Ses solutions, les viscosités des solutions et donc leur comportement lors de l’extrusion diffèrent.

On introduit alors les solutions dans leurs contenants respectifs, par exemple les seringues 5A et 5B du dispositif décrit ci-dessus, que l’on met sous pression, à savoir 1,5 bar pour la solution à 6% et 3 bar pour la solution à 10%.

La durée d’injection de chacune des solutions est de 40 secondes et il est choisi de faire dix alternances de chacune des injections.

Les solutions sont ainsi alternativement injectées dans un bain 9 de chlorure de calcium (figures 5 et 6) qui est ici l’agent réticulant.

Le gel ainsi formé est étiré et séché grâce à une soufflerie d’air chaud 10 (figures 5 et 6), ce qui forme Se filament séquencé 1. L’avantage de ce filament séquencé est de proposer des résistances à la rupture et des allongements à la rupture différents en fonction des séquences. Ainsi, la résistance à Sa rupture des séquences d’alginate de calcium de rapport M/G=2 à 10% est de 3,84 N tandis que la résistance à la rupture des séquences d’alginate de calcium de rapport M/G=2 à 6% est de 1,67 N. L’allongement à la rupture des séquences d’alginate de calcium de rapport M/G=2 à 10% est de 7,45 mm tandis que rallongement à Sa rupture des séquences d’alginate de calcium de rapport M/G=2 à 6% est de 13,94 N.

Une optimisation de la longueur des séquences permet d’obtenir un filament résistant qui conduit aisément à la réalisation d’un produit textile par tricotage grâce aux séquences souples du filament.

Claims (16)

1. REVENDICATIONS

   1. Filament muîti-composani (1) à base d'alginste (A), caractérisé en ce qu’H comprend plusieurs parties distinctes (2A,2AB,2B,2C), dont au moins une partie (2A) comprenant un alginate (A) et au moins une partie (2AB,2B,2C) comprenant un polymère (B,C) différent dudit alginate (A).
2. 2. Filament (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que Iesdites plusieurs parties distinctes (SA^AB^B^C) sont disposées longitudinalement et/ou transversalement.
3. 3. Filament (1) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu’il comprend une alternance d'une partie (2A) comprenant de S’aSginaîe (A) et d'au moins une partie (2B.2C) comprenant un polymère (B,G) différent dudit alginate (A).
4. 4. Filament (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite alternance comprend, entre la partie (2A) comprenant de l'alginate (A) et ladite au moins une partie (2B,2C) comprenant un polymère (B,G) différent dudit alginate (A), une partie (2AB) comprenant un mélange monophasique de l’alginate (A) et dudit polymère (B,C) différent dudit alginate (A).
5. 5. Filament (1) selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l’alginate (A) est un alginate d'un métal choisi dans la famille des métaux multivalents, à l’exception du magnésium.
6. 6. Filament (1) selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'alginate (A) est de l’alginate de calcium.
7. 7. Filament (1) selon l’une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ledit polymère (B(C) différent dudit alginate (A) est choisi parmi les polymères ayant une activité de souplesse, hémostatique, cicatrisante, antibactérienne, thermomécanique, ou de résorption rapide.
8. 8. Filament (1) selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu’il est obtenu par coextrusion d'un alginate (A) et d'au moins un polymère (B,C) différent dudit alginate (A).
9. 9. Produit textile, caractérisé en ce qu’il comprend au moins un filament (1) selon l’une des revendications 1 à 8.
10. 10. Produit textile selon la revendication 9, caractérisé en ce qu’il est choisi parmi les fibres, fils, tissus, mèches, tricots, dentelles, ouates, et compresses.
11. 11. Utilisation d’un produit textile selon la revendication 9 ou 10 pour la fabrication d’un matériau de suture ou d’un pansement
12. 12. Dispositif (3) de fabrication d’un filament (1) selon l’une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu’il comprend des moyens d’extrusion (4A,4B,5A,5B,7A,7B,8A188) aptes à faire passer, notamment sous pression, à travers une même filière d'extrusion (8), successivement et/ou simultanément une composition comprenant un alginate (A) et au moins une composition comprenant un polymère (B,C) différent dudit alginate (A).
13. 13. Dispositif (3) selon la revendication 12, caractérisé en ce que les moyens d’extrusion (4Ai4B,5A,5B,7A,7B,8A,8B) comprennent des premiers moyens (4A,5A) aptes à faire passer sous pression ladite composition comprenant un alginate (A) à travers la filière (6), et des au moins deuxièmes moyens (48,5B) aptes à faire passer sous pression ladite au moins une composition comprenant un polymère (B,C) diffèrent dudit alginate (A) à travers la filière (6).
14. 14. Dispositif (3) selon la revendication 12 ou 13, caractérisé en ce que chacun desdits premiers (4A,5A) et au moins deuxièmes moyens (4B,5B) comprend un vérin (4A,4B) et une seringue (5A,5B).
15. 15. Dispositif (3) selon l’une des revendications 12 à 14, caractérisé en ce qu’il comprend en aval de la filière d'extrusion (8) un réservoir (9) contenant un agent réticulant, et un dispositif de séchage (10),
16. 18. Procédé de fabrication d’un filament (1) selon l’une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu’il comprend une étape dans laquelle on fait passer, notamment sous pression, à travers une même filière d’extrusion (6), successivement et/ou simultanément, une composition comprenant un alginate (A) et au moins une composition comprenant un polymère (B,C) différent dudit alginate (A).