WO2009007541A2 - Paillette munie d'un bouchon comportant un élément filtrant - Google Patents
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- WO2009007541A2 WO2009007541A2 PCT/FR2008/000803 FR2008000803W WO2009007541A2 WO 2009007541 A2 WO2009007541 A2 WO 2009007541A2 FR 2008000803 W FR2008000803 W FR 2008000803W WO 2009007541 A2 WO2009007541 A2 WO 2009007541A2
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- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61D—VETERINARY INSTRUMENTS, IMPLEMENTS, TOOLS, OR METHODS
- A61D19/00—Instruments or methods for reproduction or fertilisation
- A61D19/02—Instruments or methods for reproduction or fertilisation for artificial insemination
- A61D19/022—Containers for animal semen, e.g. pouches or vials ; Methods or apparatus for treating or handling animal semen containers, e.g. filling or closing
- A61D19/024—Tube-like containers, e.g. straws
Definitions
- the invention relates to straws for storing predetermined doses of liquid-based substances, in particular biological substances, for example pure or diluted animal semen or a preservation medium containing embryos.
- such a flake is conventionally formed by a thin tube, having for example an internal diameter of 1, 6 or 2.5 mm, and by a plug engaged in the thin tube.
- the plug In the filled state, the plug is disposed near a first end of the tube and the dose of substance is disposed in the straw between the plug and the second end of the tube.
- the first end of the tube, adjacent the plug, is placed in communication with a source of vacuum while the second end is placed in communication with a container containing the substance to be introduced into the straw.
- the air initially contained between the plug and the second end is sucked through the plug as the substance progresses in the tube until it meets the plug, which it can not cross because it becomes liquid tight.
- the filled straw is generally kept cold at cryogenic temperature (preservation in liquid nitrogen), electric (production of cold by Peltier effect) or mechanical (production of cold by compressor). In some cases, where the shelf life is minimal, the straw is simply kept at room temperature.
- the plug is slid towards the second end of the tube, in the manner of a piston, so that the dose of substance initially contained in the straw is expelled by this end.
- the flake caps are of the tripartite type originally described in French Patent No. 995,878, corresponding to British Patent No. 669,265, that is to say formed by two buffers of a fibrous substance enclosing a powder capable of transform in contact with a liquid in an impermeable paste or gel adhered to the wall of the tube so that the cap is sealed.
- French Patent 2,753,367 which corresponds to US Pat. No. 5,868,178, proposes a tripartite plug whose length of the external buffer is at least two times greater than the length of the internal buffer.
- French Patent Application No. 2,762,210 proposes that the plug be a hydrophobic microporous monoblock.
- the invention also aims to limit or eliminate the loss of substance in the plug.
- the invention proposes for this purpose a straw for the preservation of a predetermined dose of liquid-based substance, in particular a biological substance, comprising a tube provided with a stopper; characterized in that said cap comprises a filter element adapted so that the particles exceeding a predetermined dimensional threshold can not penetrate therein, one end of said filter element belonging to the end of the cap facing the end of the tube furthest from the plug .
- the region of the plug first hit by the substance filling the straw is formed at least partially by the end of the filter element.
- the most valuable material contained in the liquid-based substance for example spermatozoa when it comes to semen for artificial insemination, has a well-identified dimensional threshold.
- the stopper of the straw according to the invention therefore makes it possible, when dimensioned adequately with respect to such a threshold, to prevent this most valuable material from entering the stopper and therefore from to be lost.
- the cap of the flake according to the invention, and more precisely the wick that includes the plug is not necessarily liquid-tight, unlike all previous plugs mentioned above.
- this filtering element comprises a wick of predetermined section formed of a multitude of filaments each oriented in the same general direction, each said filament having a same predetermined constant section along its length.
- Such a filter element is advantageously arranged in the tube with the general direction of the wick and the general direction of the tube which coincide while the zone of the filter element firstly affected by the fluid is formed at least partly by the end of the wick.
- the invention thus offers the possibility, from simple commercially available filaments, for example polyester filaments or glass or carbon fibers, to obtain a filter element with excellent accuracy.
- said wick has a length at least equal to its radius.
- the preparation of the wick and the filter element is simple and convenient while the arrangement of the filter element has good stability.
- each said filament has a rounded outline
- the diameter of said filaments is less than six times a prefixed diameter so that a spherical particle having a diameter greater than or equal to this prefixed diameter is blocked by said wick;
- said filaments are solid
- said filaments are tubular
- the internal channels of said filaments have a diameter less than a prefixed diameter so that a spherical particle having a diameter greater than or equal to this prefixed diameter is blocked by said wick;
- said wick is surrounded by a holding element
- said holding element is a tube in which said wick is engaged
- said holding element is an individual holding sheath of said wick
- said filaments have a surface treatment
- said surface treatment is based on silicone oil.
- said stopper comprises exclusively said wick
- said stopper comprises a sheath surrounding said wick
- said stopper comprises gelling powder
- said stopper comprises a buffer between said powder and the end of said tube closest to the stopper;
- said buffer comprises a said wick encircled by a sheath
- said buffer is formed by a braid of fibrous material
- said buffer comprises a solid core surrounded by a braid sheathing said core.
- FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view of a straw comprising a plug formed by a filter element
- FIG. 2 is the schematic cross-sectional view marked by M-II in Figure 1;
- FIG. 3 is a schematic end view showing three neighboring filaments arranged as in FIG. 2 (maximum filling rate in filaments) and a geometrical construction for determining the maximum diameter that the filaments can take in this case when the it is desired that the wick stop spherical particles having a diameter greater than a predetermined threshold; and allowing, from the maximum diameter of the filaments thus determined and the diameter of the strand of filaments, to determine the number of filaments which make up this strand;
- the straw 10 illustrated in FIG. 1 comprises a tube 11 and a plug 12.
- the tube 11 is of the conventional type extruded plastic, with an internal diameter which is for example 1, 6 or 2.5 mm and a length of the order of 133 mm.
- the plug 12 is constituted by a wick formed of a multitude of filaments 13 whose characteristics, in particular dimensional, and the quantity are predetermined.
- the straw 10 is employed conventionally.
- the plug 12 in the initial state, illustrated in FIG. 1, the plug 12 is disposed in the vicinity of the end 14 of the tube 11 and it is expected that, in the filled state, the dose of liquid substance that must be preserved in the straw 10 is disposed between the plug 12 and the end 15 of the tube 11 furthest from the plug 12.
- the end 14 is placed in communication with a source of vacuum while the end 15 is placed in communication with a container containing the substance to be introduced into the straw.
- the plug 12 stops the progression of the substance or in any case particles of this substance exceeding a predetermined size.
- the straw is welded in the vicinity of one or both of its ends 14 and 15 and is stored cold.
- the wick which constitutes the plug 12 comprises several thousand or tens of thousands of filaments 13, or even several hundreds of thousands.
- Filaments 13 are elementary units that are not cracked and not carded. They should not be confused with a wire, strand or braid. Indeed, a wire is made from several braided or twisted filaments, for example 50 filaments; a strand is made from several threads and a braid is made from several strands.
- the filaments 13 are all oriented in the same direction, in this case the general direction of the tube 11, shown in FIG. 1 by its axis 9.
- the filaments 13 each have the same section, which remains constant along their length.
- the filaments 13 are solid and have a circular contour.
- the wick which constitutes the plug 12 has a maximum filling rate in filaments, the filaments 13 being joined.
- interstices 20 there is thus between the filaments 13 interstices 20, each delimited by three contiguous filaments 13, having generally in section (the interstices 20 extend over the entire length of the filaments 13) in the form of an equilateral triangle whose sides would be curved with their concavity turned inward.
- a spherical particle must have at most a diameter equal to about 1/6 of the diameter of the filaments 13.
- the particle 21 illustrated in FIG. 3 has such a diameter.
- the filaments 13 must have a diameter of the order of 30 ⁇ m;
- the wick constituting the plug 12 will block particles with a diameter greater than 1 ⁇ m (and let the particles of smaller diameter pass).
- the wick which constitutes the plug 12 of a tube 11 having an inside diameter of 1.6 mm with filaments having a diameter of 6 ⁇ m approximately 65,000 filaments are required.
- the number of filaments employed remains the same, but the filling ratio in filaments is decreasing: the diameter of the filaments 13A (FIG. 4) is smaller than the diameter of the filaments 13, the diameter of the filaments 13B (FIG. 5) is smaller than the diameter of the filaments 13A, the diameter of the filaments 13C (FIG. 6) is smaller than the diameter of the filaments 13B and the diameter of the filaments 13D (FIG. 7) is smaller than the diameter of the filaments 13C.
- the maximum diameter of the particles that can be inserted between the filaments varies of course accordingly.
- the particle 21A (FIG. 4) has a diameter greater than the particle 21 and smaller than the filaments 13A
- the particle 21B (FIG. 5) has a larger diameter than the particle 21A and is substantially the same diameter as the particles.
- filaments 13B 1 particle 21 C ( Figure 6) has a diameter greater than the particle 21 B and a larger diameter than the 13C filaments
- the particle 21 D ( Figure 7) has a larger diameter than the particle 21 C and larger than the 13D filaments.
- Figure 8 illustrates the same variant as Figure 4, but the illustrated particle is flattened (here it is an ellipsoid) instead of being spherical.
- the largest dimension 23 of the particle 22 is much larger than the diameter of the particle 21 A.
- the diameter of the particle 21 A is of the order of 5.9 ⁇ m and the largest dimension 23 of the particle 22 is the order of 8.9 ⁇ m.
- the wick When the wick has a maximum filling rate (filaments 13), it is possible to block relatively small particles but the wick then has a low air permeability.
- the filaments are not full but tubular.
- the filaments 13E provided in the variant illustrated in FIG. 9 are contiguous, so that the particle 21 E that can be accommodated in the interstices existing between the filaments has a maximum diameter of the order of 1/6 of the diameter of the filaments 13E.
- the diameter of the duct 18 internal to each filament 13E is of the same order of magnitude.
- the wick formed with the filaments 13E exhibits the same particle blocking capacities as if the filaments 13E were solid, but this wick has a better permeability since the inter-filament interstices are added to the internal conduits 14 of the filaments.
- the filaments 13F are also joined but the diameter of their internal ducts 18F is larger than that of the particle 21 F.
- the diameter of the ducts 18F that is to be taken into consideration in order to determine the diameter of the particles that is capable of blocking the wick made with the filaments 13F.
- the filaments 13G are not contiguous and it is possible to intercalate between them a particle 21 G whose maximum diameter is greater than the diameter of the internal channels 18G of the filaments 13G.
- the minimum diameter of the blocked particles will be that of the particle 21 G.
- the diameter of the filaments and possibly of their internal duct and the degree of filling in filaments are chosen according to the circumstances of use of the flake.
- the material which is the value of the substance introduced into the straw for example the spermatozoa if it is seed for the 'artificial insemination.
- liquid may or may not flow through this wick.
- Another parameter which influences the performance of the plug, in particular as regards air permeability and friction with respect to the tube 11, is the length of the filaments such as 13.
- the filaments are contiguous and this wick blocks at its end the spherical particles having a diameter greater than 0.46 ⁇ m.
- the material of which these filaments are made is polyester.
- filaments such as 13, for example carbon fibers or glass fibers.
- polyester, carbon or glass are non-absorbent materials so that the contacting of the filaments made of these materials with a liquid does not alter the geometrical characteristics.
- Absorbent materials such as an alginate are also usable, provided that, for the predetermination of the porosity, changes in the geometric characteristics induced by the contact with a liquid are taken into account.
- FIGS. 12 to 17 will now describe variants of the straw 10.
- the straw 110 illustrated in FIG. 12 comprises a tube 111 identical to the tube 11 and a plug 112 which comprises a wick 30 similar to to the wick which constitutes the plug 12 except that it is surrounded by a sheath 31 interposed between the wick 30 and the tube 111.
- the sheath 31 is formed by a braid, silicone or a polymer.
- the thickness of the sheath 31 is close to the thickness of the tube 111.
- the flake 210 comprises a tube 211 identical to the tube 11 and a plug 212 similar to the plug 112, except that the sheath 32 has a thickness which is several times that of the tube 211 and that consequently the wick 33 has a diameter smaller than the wick 30.
- the flake 310 illustrated in FIG. 14 comprises a tube 311 identical to the tube 11.
- the plug 312 is tripartite: it comprises conventional gelling powder 35 sandwiched between a wick 36 similar to the plug 12 and a plug 37 similar to the plug 112, the bit 36 being disposed on the side where the straw 310 must be filled with the liquid-base substance (side where is the end 315 of the tube 311 which is furthest from the 312).
- the straw 410 illustrated in Figure 15 comprises a tube 411 identical to the tube 11 and a plug 412 identical to the cap 312, except that the buffer 42 located on the inner side is made of a wick surrounded by a sheath.
- the powder 41 is identical to the powder 35 and the external 40 and inner 42 buffers are identical to the plug 112.
- the flake 510 illustrated in Figure 16 comprises a tube 511 identical to the tube 411 and a plug 512 identical to the plug 412, except that the outer plug 40 is replaced by a conventional braided plug 45.
- the powder 46 and the buffer internal 47 are respectively identical to the powder 41 and the internal buffer 42.
- the straw 610 illustrated in FIG. 17 comprises a tube 611 identical to the tube 11 and a plug 612 identical to the plugs 412 or 512, except that the external plug 40 or 45 is replaced by a solid core 50 coated with a braid. 51 forming sheath.
- the powder 52 and the internal buffer 53 are respectively identical to the powder 41 or 46 and to the internal buffer 42 or 47. It will be observed that in each of the flakes 10, 110, 210, 310, 410, 510 and 610, the stopper 12, 112, 212, 312, 412, 512 or 612 comprises a wick, one end of which forms the end of the stopper turned towards the end of the tube, such as the end 15 of the tube 11, the farthest from the plug.
- this end of each of these wicks is in the region of the plug encountered first by the substance introduced into the straw.
- the straw cap is implemented with a filter element different from that described above, for example made of microporous material or made with elementary units with calibrated dimensions other than filaments.
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Abstract
II s'agit d'une paillette qui comporte un tube (11 ) muni d'un bouchon (12) comportant un élément filtrant appartenant à l'extrémité (16) du bouchon tournée vers l'extrémité (15) du tube la plus éloignée du bouchon. Une telle paillette s'emploie pour la conservation d'une dose prédéterminée de substance à base liquide, notamment une substance biologique.
Description
« Paillette munie d'un bouchon comportant un élément filtrant »
L'invention a trait aux paillettes pour la conservation de doses prédéterminées de substances à base liquide, notamment des substances biologiques, par exemple de la semence animale pure ou diluée ou encore un milieu de conservation contenant des embryons.
On sait qu'une telle paillette est formée classiquement par un tube mince, ayant par exemple un diamètre interne de 1 ,6 ou 2,5 mm, et par un bouchon engagé dans le tube mince.
A l'état rempli, le bouchon est disposé au voisinage d'une première extrémité du tube et la dose de substance est disposée dans la paillette entre le bouchon et la seconde extrémité du tube.
Pour remplir la paillette, la première extrémité du tube, voisine du bouchon, est mise en communication avec une source de vide tandis que la seconde extrémité est mise en communication avec un récipient contenant la substance à introduire dans la paillette. L'air initialement contenu entre le bouchon et la seconde extrémité est aspiré au travers du bouchon tandis que la substance progresse dans le tube jusqu'à ce qu'elle rencontre le bouchon, qu'elle ne peut franchir car il devient étanche aux liquides.
La paillette remplie est en général conservée au froid à température cryogénique (conservation dans l'azote liquide), électrique (production du froid par effet Peltier) ou mécanique (production de froid par compresseur). Dans certains cas, où la durée de conservation est minime, la paillette est simplement gardée à température ambiante.
Pour vider la paillette, après décongélation s'il y a lieu, on fait coulisser le bouchon vers la seconde extrémité du tube, à la façon d'un piston, de sorte que la dose de substance initialement contenue dans la paillette en est expulsée par cette extrémité.
En général, les bouchons de paillette sont du type tripartite décrit à l'origine dans le brevet français 995.878, correspondant au brevet britannique 669,265, c'est-à-dire formés par deux tampons d'une substance fibreuse enserrant une poudre susceptible de se transformer au contact d'un liquide en
une pâte ou gel imperméable adhérent à la paroi du tube pour que le bouchon soit étanche.
Il a déjà été proposé des solutions pour limiter, voire éliminer, les pertes de substance dues à l'absorption par le bouchon.
Le brevet français 2 753 367, auquel correspond le brevet américain 5,868,178, propose un bouchon tripartite dont la longueur du tampon externe est au moins deux fois supérieure à la longueur du tampon interne.
La demande de brevet français 2 762 210 propose que le bouchon soit monobloc microporeux hydrophobe.
Les demandes de brevet français 2 824 255 et 2 824 256, auxquelles correspondent les demandes de brevets américains US 2002/0183653 et US 2002/0188222, proposent d'ajouter dans le bouchon, en outre de la poudre et des fibres, des éléments non absorbants, en l'occurrence un noyau en matière thermoplastique, revêtu d'une gaine en fils tressés, et de la matière non absorbante sous forme dispersée, dans la poudre.
L'invention vise elle aussi à limiter, voire à éliminer, les pertes de substance dans le bouchon.
L'invention propose à cet effet une paillette pour la conservation d'une dose prédéterminée de substance à base liquide, notamment une substance biologique, comportant un tube muni d'un bouchon ; caractérisé en ce que ledit bouchon comporte un élément filtrant adapté à ce que les particules dépassant un seuil dimensionnel prédéterminé ne puissent y pénétrer, une extrémité dudit élément filtrant appartenant à l'extrémité du bouchon tournée vers l'extrémité du tube la plus éloignée du bouchon.
Ainsi, la zone du bouchon atteinte en premier lieu par la substance remplissant la paillette est formée au moins partiellement par l'extrémité de l'élément filtrant.
Or, en général, la matière la plus précieuse contenue dans la substance à base liquide, par exemple les spermatozoïdes lorsqu'il s'agit de semence pour l'insémination artificielle, a un seuil dimensionnel bien identifié.
Le bouchon de la paillette selon l'invention permet donc, lorsqu'il est dimensionné de façon adéquate vis-à-vis d'un tel seuil, d'éviter à cette matière la plus précieuse de pénétrer dans le bouchon et donc d'y être perdue.
On notera que le bouchon de la paillette selon l'invention, et plus précisément la mèche que comporte ce bouchon, n'est pas forcément étanche aux liquides, contrairement à l'ensemble des bouchons antérieurs susmentionnés.
On connaît déjà de nombreux éléments filtrants capables de retenir les particules dépassant un seuil dimensionnel prédéterminé, fixé par les lacunes ou porosités de ces éléments filtrants.
De préférence, pour fournir un tel élément filtrant qui soit simple, commode et économique tout en offrant un seuil dimensionnel relativement précis, cet élément filtrant comporte une mèche de section prédéterminée formée d'une multitude de filaments chacun orienté suivant une même direction générale, chaque dit filament ayant une même section constante prédéterminée sur sa longueur.
Un tel élément filtrant est avantageusement disposé dans le tube avec la direction générale de la mèche et la direction générale du tube qui coïncident tandis que la zone de l'élément filtrant atteinte en premier lieu par le fluide est formée au moins partiellement par l'extrémité de la mèche.
Dans celle-ci, l'identité d'orientation et de section de tous les filaments permet de maîtriser les caractéristiques géométriques que présentent en section les espaces inter-filaments, avec une grande précision.
Il est en effet possible, à partir de la section des filaments, de leur nombre et de la section de la mèche, de déterminer le seuil dimensionnel au- delà duquel les particules venant rencontrer la mèche dans les conditions indiquées ci-dessus ne pourront y pénétrer et resteront en fait bloquées au niveau de l'extrémité de la mèche où se produit la rencontre.
L'invention offre ainsi la possibilité, à partir de simples filaments disponibles dans le commerce, par exemple des filaments de polyester ou des fibres de verre ou de carbone, d'obtenir un élément filtrant offrant une excellent précision.
Selon des caractéristiques préférées, ladite mèche présente une longueur au moins égale à son rayon.
Avec une telle longueur de la mèche, et donc des filaments qui la forment, la préparation de la mèche et de l'élément filtrant est simple et
commode tandis que l'agencement de l'élément filtrant présente une bonne stabilité.
Selon d'autres caractéristiques préférées, pour des raisons de simplicité et de commodité de fabrication ainsi que de qualité des résultats obtenus :
- chaque dit filament présente un contour arrondi ;
- le diamètre desdits filaments est inférieur à six fois un diamètre préfixé pour qu'une particule sphérique ayant un diamètre supérieur ou égal à ce diamètre préfixé soit bloqué par ladite mèche ;
- lesdits filaments sont pleins ;
- lesdits filaments sont tubulaires ;
- les canaux internes desdits filaments présentent un diamètre inférieur à un diamètre préfixé pour qu'une particule sphérique ayant un diamètre supérieur ou égal à ce diamètre préfixé soit bloqué par ladite mèche ;
- ladite mèche est ceinturée par un élément de maintien ;
- ledit élément de maintien est un tube dans lequel est engagée ladite mèche ;
- ledit élément de maintien est une gaine de maintien individuel de ladite mèche ;
- lesdits filaments présentent un traitement de surface ; et/ou
- ledit traitement de surface est à base d'huile de silicone.
Selon des caractéristiques préférées pour des raisons de simplicité et de commodité de fabrication ainsi que de qualité des résultats obtenus :
- ledit bouchon comporte exclusivement ladite mèche ;
- ledit bouchon comporte une gaine ceinturant ladite mèche ;
- ledit bouchon comporte de la poudre gélifiante ;
- ledit bouchon comporte un tampon entre ladite poudre et l'extrémité dudit tube la plus proche du bouchon ;
- ledit tampon comporte une dite mèche ceinturée par une gaine ;
- ledit tampon est formé par une tresse de matière fibreuse ; et/ou
- ledit tampon comporte un noyau massif entouré par une tresse gainant ledit noyau.
La description de l'invention sera maintenant poursuivie par la description détaillée d'exemples préférés de réalisation, donnée ci-après à titre illustratif et non limitatif, en référence aux dessins annexés. Sur ceux-ci :
- la figure 1 est une vue schématique en coupe longitudinale d'une paillette comportant un bouchon formé par un élément filtrant ;
- la figure 2 est la vue schématique en coupe transversale repérée par M-Il sur la figure 1 ;
- la figure 3 est une vue schématique montrant de bout trois filaments voisins disposés comme sur la figure 2 (taux maximum de remplissage en filaments) ainsi qu'une construction géométrique permettant de déterminer le diamètre maximum que peuvent prendre dans ce cas les filaments lorsque l'on souhaite que la mèche arrête des particules sphériques ayant un diamètre supérieur à un seuil prédéterminé ; et permettant, à partir du diamètre maximum des filaments ainsi déterminé et du diamètre de la mèche de filaments, de déterminer le nombre de filaments qui composent cette mèche ;
- les figures 4 à 7 sont semblables à la figure 3, mais pour des taux décroissants de remplissage en filaments ;
- la figure 8 illustre de façon semblable le cas d'une particule aplatie plutôt que sphérique ;
- les figures 9 à 11 illustrent de façon semblable le cas de filaments tubulaires plutôt que pleins ;
- les figures 12 à 17 montrent de façon semblable à la figure 1 des variantes du bouchon de la paillette selon l'invention.
La paillette 10 illustrée sur la figure 1 comporte un tube 11 et un bouchon 12.
Le tube 11 est du type classique en matière plastique extrudée, avec un diamètre interne qui est par exemple de 1 ,6 ou de 2,5 mm et une longueur de l'ordre de 133 mm.
Le bouchon 12 est constitué par une mèche formée d'une multitude de filaments 13 dont les caractéristiques, notamment dimensionnelles, et la quantité sont prédéterminées.
La paillette 10 s'emploie de façon conventionnelle.
Ainsi, à l'état initial, illustré sur la figure 1 , le bouchon 12 est disposé au voisinage de l'extrémité 14 du tube 11 et il est prévu qu'à l'état rempli, la dose de substance liquide qui doit être conservée dans la paillette 10 soit disposée entre le bouchon 12 et l'extrémité 15 du tube 11 la plus éloignée du bouchon 12.
Pour remplir la paillette 10, l'extrémité 14 est mise en communication avec une source de vide tandis que l'extrémité 15 est mise en communication avec un récipient contenant la substance à introduire dans la paillette.
L'air initialement contenu entre le bouchon 12 et l'extrémité 15 est aspiré au travers du bouchon tandis que la substance progresse dans le tube jusqu'à ce qu'elle rencontre le bouchon 12, par l'extrémité 16 de celui-ci, tournée vers l'extrémité 15 du tube 11, c'est-à-dire l'extrémité du bouchon 12 que l'on voit à droite sur la figure 1.
Ainsi qu'expliqué ci-après, le bouchon 12 stoppe la progression de la substance ou en tout cas des particules de cette substance dépassant une taille prédéterminée.
Le cas échéant, la paillette est soudée au voisinage de l'une ou de ses deux extrémités 14 et 15 et est stockée du froid.
Pour vider la paillette, le cas échéant après découpage des portions d'extrémité soudées et décongélation, on fait pénétrer dans le tube 11 une petite tige qui vient porter contre l'extrémité 17 du bouchon 12 et permet de faire coulisser celui-ci à la façon d'un piston vers l'extrémité 15 ou l'extrémité correspondante après découpe de la portion soudée, ce qui provoque l'expulsion de la dose de substance qui avait été introduite dans la paillette.
On va maintenant expliquer plus particulièrement, à l'appui des figures 2 et 3, l'interaction entre la substance à base liquide et l'extrémité 16 du bouchon 12 lorsque cette substance vient rencontrer cette extrémité.
Pour ne pas surcharger les dessins, il n'a été représenté qu'un nombre particulièrement réduit de filaments 13.
En pratique, lorsque le tube 11 présente un diamètre interne de 1 ,6 mm, la mèche qui constitue le bouchon 12 comporte plusieurs milliers ou dizaine de milliers de filaments 13, voire plusieurs centaines de milliers.
Les filaments 13 sont des unités élémentaires non craquées et non cardées. Ils ne doivent pas être confondus avec un fil, un toron ou une tresse.
En effet, un fil est fait à partir de plusieurs filaments tressés ou torsadés, par exemple 50 filaments ; un toron est fait de même à partir de plusieurs fils et une tresse est faite de même à partir de plusieurs torons.
Les filaments 13 sont tous orientés suivant la même direction, en l'occurrence la direction générale du tube 11 , matérialisée sur la figure 1 par son axe 9.
Les filaments 13 ont chacun la même section, qui reste constante sur leur longueur.
Ici, les filaments 13 sont pleins et ont un contour circulaire.
La mèche qui constitue le bouchon 12 présente un taux maximum de remplissage en filaments, les filaments 13 étant jointifs.
Il existe ainsi entre les filaments 13 des interstices 20, chacun délimité par trois filaments 13 contigus, ayant globalement en section (les interstices 20 s'étendent sur toute la longueur des filaments 13) la forme d'un triangle équilatéral dont les côtés seraient courbés avec leur concavité tournée vers l'intérieur.
On démontre que pour pouvoir se loger dans l'interstice 20, une particule sphérique doit avoir au maximum un diamètre égal à environ 1/6 du diamètre des filaments 13.
La particule 21 illustrée sur la figure 3 a un tel diamètre.
A titre d'exemple :
- pour bloquer les particules de diamètre supérieur ou égal à 5 μm, les filaments 13 doivent avoir un diamètre de l'ordre de 30 μm ;
- avec des filaments 13 ayant un diamètre de 6 μm, la mèche qui constitue le bouchon 12 bloquera les particules de diamètre supérieur à 1 μm (et laissera passer les particules de diamètre inférieur).
Pour déterminer le nombre de filaments 13 qui doivent être employés pour former la mèche qui constitue le bouchon 12, une méthode simple consiste à calculer la surface de l'hexagone dont l'écart entre côtés opposés correspond au diamètre d'un filament 13. De tels hexagones sont illustrés sur la figure 3. Les mêmes hexagones sont illustrés sur les figures 4 à 7.
Ensuite, on divise la surface que présente la mèche en section (ici, surface que présente en section interne le tube 11 ) par la surface d'un tel hexagone pour obtenir le nombre de filaments 13.
A titre d'exemple, pour former la mèche qui constitue le bouchon 12 d'un tube 11 ayant un diamètre interne de 1 ,6 mm avec des filaments ayant un diamètre de 6 μm, il faut environ 65 000 filaments.
Dans les variantes illustrées sur les figures 4 à 7, le nombre de filaments employé reste le même, mais le taux de remplissage en filaments est décroissant : le diamètre des filaments 13A (figure 4) est plus petit que le diamètre des filaments 13, le diamètre des filaments 13B (figure 5) est plus petit que le diamètre des filaments 13A, le diamètre des filaments 13C (figure 6) est plus petit que le diamètre des filaments 13B et le diamètre des filaments 13D (figure 7) est plus petit que le diamètre des filaments 13C.
Le diamètre maximal des particules qui peuvent s'insérer entre les filaments varie bien entendu en conséquence.
Ainsi, la particule 21A (figure 4) a un diamètre plus grand que la particule 21 et plus petit que les filaments 13A, la particule 21 B (figure 5) a un diamètre plus grand que la particule 21A et sensiblement le même diamètre que les filaments 13B1 la particule 21 C (figure 6) a un diamètre plus grand que la particule 21 B et un diamètre plus grand que les filaments 13C et la particule 21 D (figure 7) a un diamètre plus grand que la particule 21 C et plus grand que les filaments 13D.
La figure 8 illustre la même variante que la figure 4, mais la particule illustrée est aplatie (ici, il s'agit d'un ellipsoïde) au lieu d'être sphérique.
On notera que la plus grande dimension 23 de la particule 22 est bien plus importante que le diamètre de la particule 21 A.
A titre d'exemple, pour un diamètre des filaments 13A de l'ordre de 10,7 μm le diamètre de la particule 21 A est de l'ordre de 5,9 μm et la plus grande dimension 23 de la particule 22 est de l'ordre de 8,9 μm.
Dans certaines circonstances, il est intéressant de prendre en compte des particules aplaties telles que 22 plutôt que des particules sphériques, notamment lorsque la substance à conserver dans la paillette est de la semence et que l'on souhaite que les spermatozoïdes contenus dans cette semence ne
puissent pas pénétrer dans la mèche de filaments. En effet, la tête d'un spermatozoïde, qui constitue sa partie la plus large, n'est pas sphérique mais aplatie.
On notera que dans les variantes illustrées sur les figures 4 à 8, il a été considéré que les filaments se répartissent de façon homogène, lorsqu'ils ne sont pas jointifs dans la mèche.
Il a pu être constaté par des essais que cette hypothèse est vérifiée dans la pratique.
Lorsque la mèche a un taux de remplissage maximum (filaments 13), il est possible de bloquer des particules relativement petites mais la mèche présente alors une faible perméabilité à l'air.
Lorsque le taux de remplissage en fibres est particulièrement faible, comme avec les fibres 13D, l'on a une bonne perméabilité à l'air de la mèche mais seules des particules de relativement grandes dimensions peuvent être bloquées.
Dans les variantes illustrées sur les figures 9, 10 et 11 , les filaments ne sont pas pleins mais tubulaires.
Les filaments 13E prévus dans la variante illustrée sur la figure 9 sont jointifs, de sorte que la particule 21 E qu'il est possible de loger dans les interstices existants entre les filaments présente un diamètre maximum de l'ordre d'1/6 du diamètre des filaments 13E.
Le diamètre du conduit 18 interne à chaque filament 13E est du même ordre de grandeur.
Ainsi, la mèche formée avec les filaments 13E présente les mêmes capacités de blocage de particules que si les filaments 13E étaient pleins, mais cette mèche présente une meilleure perméabilité puisqu'aux interstices interfilaments s'ajoutent les conduits internes 14 des filaments.
Dans la variante illustrée sur la figure 10, les filaments 13F sont également jointifs mais le diamètre de leurs conduits internes 18F est plus grand que celui de la particule 21 F.
C'est donc le diamètre des conduits 18F qui est à prendre en considération pour déterminer le diamètre des particules qu'est capable de bloquer la mèche faite avec les filaments 13F.
Dans la variante illustrée sur la figure 11 , les filaments 13G ne sont pas jointifs et il est possible d'intercaler entre eux une particule 21 G dont le diamètre maximum est plus grand que le diamètre des canaux internes 18G des filaments 13G.
Ainsi, le diamètre minimal des particules bloquées sera celui de la particule 21 G.
D'une façon générale, on choisit le diamètre des filaments et éventuellement de leur conduit interne ainsi que le taux de remplissage en filaments en fonction des circonstances d'utilisation de la paillette.
Suivant les choix opérés, il est possible de bloquer à l'extrémité 16 de la mèche telle que 12, la matière qui fait la valeur de la substance introduite dans la paillette, par exemple les spermatozoïdes s'il s'agit de semence pour l'insémination artificielle.
En fonction des caractéristiques de la mèche telle que 12 et des caractéristiques de la substance venant à sa rencontre, du liquide pourra ou non s'écouler au travers de cette mèche.
On notera que dans le cas où du liquide passe au travers de la mèche telle que 12, il n'en résulte pas de perte de la matière la plus précieuse puisque cette matière est filtrée à l'extrémité telle que 16 de la mèche telle que 12.
Un autre paramètre qui influe sur les performances du bouchon, notamment en matière de perméabilité à l'air et de frottement vis-à-vis du tube 11, est la longueur des filaments tels que 13.
A ce jour, pour une paillette de conservation de semence animale ayant un diamètre interne de 1 ,6 mm, les meilleurs résultats semblent être procurés par un bouchon fait de 257 963 filaments pleins d'un diamètre de 3 μm et ayant une longueur de 5 mm.
Dans la mèche qui constitue un tel bouchon, les filaments sont jointifs et cette mèche bloque à son extrémité les particules sphériques ayant un diamètre supérieur à 0,46 μm.
La matière dont est faite ces filaments est du polyester.
De nombreuses autres matières sont utilisables pour former les filaments tels que 13, par exemple des fibres de carbone ou des fibres de verre.
On notera que le polyester, le carbone ou le verre sont des matières non absorbantes de sorte que l'entrée en contact des filaments faits de ces matières avec un liquide n'en modifie pas les caractéristiques géométriques.
Des matières absorbantes tel qu'un alginate sont également utilisables, à condition de tenir compte, pour la prédétermination de la porosité, des modifications des caractéristiques géométriques induites par la mise au contact avec un liquide.
Si les modifications de caractéristiques géométriques interviennent après un délai relativement long, par exemple après davantage qu'une seconde, et que l'on cherche à éviter toute perte de particules dans la mèche, on prendra en compte les caractéristiques géométriques avant absorption de liquide.
Si au contraire la réaction est extrêmement rapide, par exemple de l'ordre d'1/10 de seconde, il est possible de prendre en compte ces modifications de géométrie.
On notera encore que certains autres éléments sont susceptibles d'être pris en considération pour déterminer les capacités de filtration d'une mèche telle que celle qui constitue le bouchon 12, par exemple une modification locale de diamètre au niveau des extrémités susceptible d'être provoquée lors de la découpe des filaments.
On notera enfin, à propos de la capacité d'une mèche telle que celle qui constitue le bouchon 12, de bloquer ou non le passage d'un liquide, qu'une telle capacité fait intervenir les tensions de surface et donc les caractéristiques physico-chimiques des filaments et du liquide présent dans la substance venant à la rencontre des filaments.
Il est d'ailleurs possible d'ajuster ces caractéristiques avec un traitement de surface des filaments, par exemple à base d'huile de silicone.
On va maintenant décrire à l'appui des figures 12 à 17 des variantes de la paillette 10.
Pour chacune de ces variantes, on a employé pour les éléments similaires les mêmes références numériques augmentées respectivement de 100, 200, 300, 400, 500 et 600.
La paillette 110 illustrée sur la figure 12 comporte un tube 111 identique au tube 11 et un bouchon 112 qui comporte une mèche 30 semblable
à la mèche qui constitue le bouchon 12 si ce n'est qu'elle est entourée par une gaine 31 interposée entre la mèche 30 et le tube 111.
La gaine 31 est formée par une tresse, par du silicone ou par un polymère.
L'épaisseur de la gaine 31 est proche de l'épaisseur du tube 111.
La paillette 210 comporte un tube 211 identique au tube 11 et un bouchon 212 semblable au bouchon 112, si ce n'est que la gaine 32 présente une épaisseur qui est de plusieurs fois celle du tube 211 et qu'en conséquence la mèche 33 présente un diamètre plus petit que la mèche 30.
La paillette 310 illustrée sur la figure 14 comporte un tube 311 identique au tube 11.
Le bouchon 312 est tripartite : il comporte de la poudre gélifiante conventionnelle 35 prise en sandwich entre une mèche 36 semblable au bouchon 12 et un tampon 37 semblable au bouchon 112, la mèche 36 étant disposée du côté où la paillette 310 doit être remplie avec la substance à base liquide (côté où se trouve l'extrémité 315 du tube 311 qui est la plus éloignée du 312).
La paillette 410 illustrée sur la figure 15 comporte un tube 411 identique au tube 11 et un bouchon 412 identique au bouchon 312, si ce n'est que le tampon 42 situé du côté interne est fait d'une mèche entourée d'une gaine. La poudre 41 est identique à la poudre 35 et les tampons externe 40 et interne 42 sont identiques au bouchon 112.
La paillette 510 illustrée sur la figure 16 comporte un tube 511 identique au tube 411 et un bouchon 512 identique au bouchon 412, si ce n'est que le tampon externe 40 est remplacé par un tampon tressé conventionnel 45. La poudre 46 et le tampon interne 47 sont respectivement identiques à la poudre 41 et au tampon interne 42.
La paillette 610 illustrée sur la figure 17 comporte un tube 611 identique au tube 11 et un bouchon 612 identique aux bouchons 412 ou 512, si ce n'est que le tampon externe 40 ou 45 est remplacé par un noyau massif 50 revêtu par une tresse 51 formant gaine. La poudre 52 et le tampon interne 53 sont respectivement identiques à la poudre 41 ou 46 et au tampon interne 42 ou 47.
On observera que dans chacune des paillettes 10, 110, 210, 310, 410, 510 et 610, le bouchon 12, 112, 212, 312, 412, 512 ou 612 comporte une mèche dont une extrémité forme l'extrémité du bouchon tournée vers l'extrémité du tube, telle que l'extrémité 15 du tube 11 , la plus éloignée du bouchon.
Ainsi, cette extrémité de chacune de ces mèches se trouve dans la zone du bouchon rencontrée en premier lieu par la substance introduite dans la paillette.
On retrouve donc dans chacun de ces bouchons les avantages exposés ci-dessus à propos du bouchon 12, à savoir que l'on évite que la matière la plus précieuse, par rapport à laquelle a été dimensionnée la mèche de filaments, ne puisse pénétrer et donc être perdue dans le bouchon.
Dans des variantes non illustrées, le bouchon de paillette est mis en oeuvre avec un élément filtrant différent de celui exposé ci-dessus, par exemple en matière microporeuse ou fait avec des unités élémentaires à dimensions calibrées autres que des filaments.
De nombreuses autres variantes sont possibles en fonction des circonstances, et l'on rappelle à cet égard que l'invention ne se limite pas aux exemples décrits et représentés.
Claims
1. Paillette pour la conservation d'une dose prédéterminée de substance à base liquide, notamment une substance biologique, comportant un tube (11 ; 111 ; 211 ; 311 ; 411 ; 511 ; 611) muni d'un bouchon (12 ; 112 ; 212 ; 312 ; 412 ; 512 ; 612) ; caractérisée en ce que ledit bouchon comporte un élément filtrant (12 ; 112 ; 212 ; 36 ; 42 ; 47 ; 53) adapté à ce que les particules dépassant un seuil dimensionnel prédéterminé ne puissent y pénétrer, une extrémité (16) dudit élément filtrant appartenant à l'extrémité du bouchon (12 ; 112 ; 212 ; 312 ; 412 ; 512 ; 612) tournée vers l'extrémité (15 ; 115) du tube la plus éloignée du bouchon.
2. Paillette selon la revendication 1 , caractérisée en ce que le dit élément filtrant comporte une mèche (12 ; 30 ; 33 ; 36) de section prédéterminée formée d'une multitude de filaments (13 ; 13A ; 13B ; 13C ; 13D ; 13E ; 13F) chacun orienté suivant une même direction générale (9), chaque dit filament ayant une même section constante prédéterminée sur sa longueur, une extrémité (16) de ladite mèche formant ladite extrémité du bouchon.
3. Paillette selon la revendication 2, caractérisée en ce que ladite mèche (12 ; 30 ; 33 ; 36) présente une longueur au moins égale à son rayon.
4. Paillette selon l'une quelconque des revendications 1 ou 3, caractérisée en ce que chaque dit filament (13 ; 13A ; 13B ; 13C ; 13D ; 13E ; 13F) présente un contour arrondi.
5. Paillette selon la revendication 4, caractérisée en ce que le diamètre desdits filaments (13 ; 13A ; 13B ; 13C ; 13D ; 13E ; 13F) est inférieur à six fois un diamètre préfixé pour qu'une particule sphérique (21 ; 21A ; 21B ; 21 C ; 21 D ; 21 E ; 21 F ; 21G) ayant un diamètre supérieur ou égal à ce diamètre préfixé soit bloqué par ladite mèche.
6. Paillette selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que lesdits filaments (13 ; 13A ; 13B ; 13C ; 13D) sont pleins.
7. Paillette selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que lesdits filaments (13E ; 13F ; 13G) sont tubulaires.
8. Paillette selon la revendication 7, caractérisée en ce que les canaux internes (18 ; 18F ; 18G) desdits filaments présentent un diamètre inférieur à un diamètre préfixé pour qu'une particule sphérique (21 E ; 21F ; 21G) ayant un diamètre supérieur ou égal à ce diamètre préfixé soit bloqué par ladite mèche.
9. Paillette selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que ladite mèche (12 ; 30 ; 33 ; 36) est ceinturée par un élément de maintien (11 ; 31 ; 32).
10. Paillette selon la revendication 9, caractérisée en ce que ledit élément de maintien est un tube (11) dans lequel est engagée ladite mèche.
11. Paillette selon la revendication 9, caractérisée en ce que ledit élément de maintien est une gaine (31 ; 32) de maintien individuel de ladite mèche.
12. Paillette selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 , caractérisée en ce que lesdits filaments (13 ; 13A ; 13B ; 13C ; 13D ; 13E ; 13F) présentent un traitement de surface.
13. Paillette selon la revendication 12, caractérisée en ce que ledit traitement de surface est à base d'huile de silicone.
14. Paillette selon l'une quelconque revendication 1 à 13, caractérisée en ce que ledit bouchon (12) comporte exclusivement ladite mèche.
15. Paillette selon la revendication 13, caractérisée en ce que ledit bouchon (112 ; 212 ; 312 ; 412 ; 512 ; 612) comporte une gaine (31 ; 32) ceinturant ladite mèche (30 ; 33).
16. Paillette selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisée en ce que ledit bouchon (312 ; 412 ; 512 ; 612) comporte de la poudre gélifiante (35 ; 41 ; 46 ; 52).
17. Paillette selon la revendication 16, caractérisée en ce que ledit bouchon (312 ; 412 ; 512 ; 612) comporte un tampon (37 ; 40 ; 45 ; 50, 51 ) entre ladite poudre (35 ; 41 ; 46 ; 52) et l'extrémité dudit tube (311 ; 411 ; 511 ; 611 ) la plus proche du bouchon.
18. Paillette selon la revendication 17, caractérisée en ce que ledit tampon (37 ; 40) comporte une dite mèche ceinturée par une gaine.
19. Paillette selon la revendication 17, caractérisée en ce que ledit tampon (45) est formé par une tresse de matière fibreuse.
20. Paillette selon la revendication 17, caractérisée en ce que ledit tampon comporte un noyau massif (50) entouré par une tresse (51 ) gainant ledit noyau.
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