WO2017207759A1 - Tissu de verre comme support de culture tissulaire ou cellulaire - Google Patents

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WO2017207759A1
WO2017207759A1 PCT/EP2017/063453 EP2017063453W WO2017207759A1 WO 2017207759 A1 WO2017207759 A1 WO 2017207759A1 EP 2017063453 W EP2017063453 W EP 2017063453W WO 2017207759 A1 WO2017207759 A1 WO 2017207759A1
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hydrogel
glass
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tissue
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PCT/EP2017/063453
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Isabelle Conesa
Jacques Porcheret
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Porcher Industries
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Definitions

  • Glass fabric as a tissue or cell culture support
  • the present invention relates to a piece of glass fabric having properties particularly suitable for use in contact with a living tissue, especially of animal, human or plant origin, or a biological material such as a eukaryotic cell or a prokaryotic cell and a method of making such a piece of tissue.
  • Fiberglass is made from the traditional raw materials needed to make glass, usually type E, but can be of another type, eg C or AR. It is usually and mostly silica, lime, alumina and magnesia. The mixture is ground and then melted in a high temperature oven at about 1500 ° C. The molten glass is then passed through dies. At the output of the dies, the glass son are mechanically stretched at high speed to give filaments of determined diameter, generally between 3 and 13 ⁇ . Immediately after stretching, the filaments are "sized", ie coated with an organic composition, generally with the aid of an aqueous emulsion of organic compounds.
  • This step and the composition of the same name are called sizing, it protects the product during its processing at the manufacturer, for example during winding steps, twisting, winding, during passages in guides .
  • the yarns, especially those of warp undergo an additional treatment called sizing, intended to protect the yarn of the steps such as warping and weaving, including the passage in combs, stitches, frames lifts and globally a non-negligible contact / friction time with mechanical parts.
  • mineral oils are used, and optionally starch, PVA and / or surfactants.
  • starch or PVA and optionally surfactants are commonly used.
  • the lubricating agents, cationic or nonionic surfactants have the role of reducing the friction between the fibers and thus limiting fractures or the creation of surface defects, whereas starch and PVA will coat the yarns and fibers. protect against mechanical stresses that could lead to breakage or weakening. Note that the sizing and sizing compositions are generally kept secret.
  • Cell immobilization involves growing immobilized cells in a hydrogel matrix.
  • Adhesion is generally used to stabilize cell cultures and perform assays, or to provide a structural matrix that directs cell growth and / or differentiation. It is possible to improve cell adhesion on the hydrogel by grafting adhesive proteins.
  • Capture is another mode of immobilization, in which cells are trapped in the matrix by physical constraints, the cells being immobilized by the three-dimensional porous network of the hydrogel. These gels are then generally polymerized in situ with the cells.
  • micro-encapsulation consists of enclosing cells or cell clusters by a porous and semi-permeable membrane. See AC Jen et al., 1996, Review: Hydrogels for cell immobilization. Biotechnology and bioengineering, 50 (4): 357-64.
  • the object of the invention is to propose a new concept of a tissue or cell culture support comprising a solid structure which is flexible, porous, non-toxic or neutral with respect to the culture of living tissues or cells.
  • Another object of the invention is to provide such a support to support and allow to feed living tissues or cells in culture in good conditions, in particular through this support.
  • Another object of the invention is to provide such a support that can be easily transported and manipulated over a wide range of temperature and hygrometry.
  • Another object of the invention is to provide such a device that can be easily kept sterile.
  • the invention proposes a new use of glass fabrics, as a support for biological tissues or biological materials, in particular eukaryotic cells and prokaryotic cells (e.g., bacteria and archaea).
  • biological tissues or biological materials in particular eukaryotic cells and prokaryotic cells (e.g., bacteria and archaea).
  • a glass fabric coated on one side with a hydrogel is provided.
  • a highly desensitized and desolated glass fabric is employed, such that the living cells are in a substantially non-toxic and neutral environment, the support being a glass fabric, essentially biocompatible, and substantially not with organic substances resulting from sizing and / or sizing or other potentially toxic textile treatment or interfere with living cells and their culture.
  • the highly desensitized or desized glass fabric is covered on one side with a hydrogel.
  • a glass support according to one of these first three aspects as a support for biological tissues or biological materials, in particular eukaryotic cells and prokaryotic cells ( eg bacteria and archaea).
  • the present invention therefore relates to a piece of glass fabric formed of the assembly by weaving warp son and weft son son glass.
  • one of the faces of the part is coated with a film or layer of hydrogel. It is on this layer or film of hydrogel that can be received or immobilized on the surface, the living biological tissue or living biological cells.
  • the hydrogel is circumscribed on said face of the part, that is to say that the hydrogel is located on the surface and does not pass through the glass fabric, which is furthermore favored by the choice of a closed fabric having a porosity included in the ranges mentioned below.
  • the hydrogel is in particular a thin layer, which can be defined by the transport rate, namely the amount of hydrogel applied substantially uniformly to the surface of the glass fabric and expressed in grams of hydrogel per m 2 of fabric. glass.
  • the hydrogel transport rate is advantageously equal to or greater than about 4 g / m 2 , especially between about 4 g / m 2 and about 100 g / m 2 , higher levels being possible but not essential and more expensive. This range is more particularly between about 5 g / m 2 and about 50 g / m 2 , preferably between about 10 g / m 2 and about 30 g / m 2 .
  • the large thicknesses can be obtained by depositing several times or passes, by the techniques that will be described later.
  • the hydrogel-coated fabric when we talk about the hydrogel-coated fabric at a given transport rate, it is the dry hydrogel.
  • This dry hydrogel may have low residual moisture.
  • the residual moisture level at the hydrogel-coated fabric is calculated, and this level is generally equal to or less than about 15, 10 or 5% by weight, based on the weight of the coated fabric.
  • the measurement can be carried out simply, the dry coated fabric is weighed, it is passed in a drying oven at 120 ° C. for a determined period of time, for example 2 hours, then it is repeated and the difference in weight gives the quantity of water lost which corresponds to the water content of the starting coated fabric. So we can also talk about the water content of the coated fabric.
  • a hydrogel is a macromolecular network, preferably elastic, with a high water content.
  • hydrogel means a viscoelastic mass. In the so-called wet state it comprises at least 50% water by weight, at least 80% by weight water, preferably at least 90% by weight water, for example from 90 to 98.5% by weight. water in weight.
  • the hydrogel may be a chemical hydrogel (in particular by the presence of inter-chain covalent bonds) or a physical hydrogel (inter-chain interactions are of the physical type, for example hydrogen bonds and / or hydrophobic interactions, electrostatic interactions, etc.). .
  • the hydrogel is applied with a moisture level permitting the application of the wet hydrogel in a thin layer to the fabric surface.
  • the coating can be made with the doctor blade, but other means are possible, such as the roller lick.
  • the moisture content of the hydrogel during the deposition is generally greater than or equal to 50%, in particular between 50 and 80% of water by weight (relative to the total hydrogel mass). Different rates, lower or higher, may be usable, if the removal tool allows.
  • Natural hydrogels will be preferred because of contact with living biological material.
  • a non-toxic synthetic hydrogel for the cells may nevertheless be used, such as polyacrylamides (PAAM).
  • the hydrogel may in particular comprise a polysaccharide, preferably natural, optionally chemically modified, a hybrid polysaccharide or a structural protein such as keratin or collagen, or mixtures.
  • the term “understand” means that the hydrogel may contain at least one polysaccharide or structural protein as the base material of the hydrogel. The latter may include other ingredients, such as water, a coagulant, etc.
  • the proportion of polysaccharide or structural protein in the hydrogel may be in particular between about 1 and about 20% by weight of the hydrogel.
  • the hydrogel may especially be chosen from: polysaccharides such as starch, gum arabic, gums extracted from seeds (eg guar, carob), gums extracted or derived from algae (eg agar-agar, agarose, carrhagenes, alginates) ), gums extracted or derived from microorganisms (bacterial cellulose produced from Acetobacter xylinum - Cellulon PX - or gellan gum produced by Pseudomonas elodea) and proteins such as albumin, casein, collagen and gluten, or else methylcellulose, hyaluronan or hyaluronic acid, pectins, chitosan, carboxymethylcellulose.
  • polysaccharides such as starch, gum arabic, gums extracted from seeds (eg guar, carob), gums extracted or derived from algae (eg agar-agar, agarose, carrhagenes, alginates) ), gums extracted or derived from
  • the hydrogel is therefore a hydrogel based (or comprising this compound in addition to water and any crosslinking agent) starch, gum arabic, agar-agar, agarose, guar gum, carob, carrhaghenane, alginate, bacterial cellulose, gellan, albumin, casein, collagen, gluten, methylcellulose, hyaluronan, hyaluronic acid, pectin , chitosan, carboxymethylcellulose or PAAM.
  • the glass fabric is preferably desensitized and desized.
  • the glass fabric has in particular a residual level of sizing + sizing less than or equal to 0.05, 0.04, 0.03, 0.02 or 0.01% by weight relative to the total weight of the fabric (not taking into account only glass fabric and sizing + gluing). It is also possible to define the glass fabric composed of glass at a weight content greater than 99.95% based on the total weight of the glass fabric, and especially greater than 99.96%, 99.97%, 99.98% or 99.99%.
  • the removal of the sizing + sizing can be carried out thermally, by a static or dynamic process, this second solution being the preferred one to obtain very low residual levels.
  • the desensitized and desized fabric has an air permeability of between about 12 l / m 2 / s and about 30 l / m 2 / s, preferably between about 10 l / m 2 and about 20 l / m 2 / s, as measured by the penetration of air at 200 Pa through a 20 cm 2 surface cell, or through a sample of the same surface tissue.
  • This measurement is in accordance with ISO 9237: Determination of air permeability of fabrics.
  • the FX 3300 Labair IV, Air Permeability Tester, Texest Instruments, Schwerzenbach, Switzerland, can be used for this purpose, set to the test conditions defined above.
  • the air permeability of the hydrogel coated glass fabric may especially be less than or equal to about 3 l / m 2 / s and in particular about 2 l / m 2 / s, as measured by the above method of penetration. of air at 200 Pa through a 20 cm 2 surface cell. It can be measured on the dry coated fabric, especially at a residual moisture equal to or less than about 15, 10 or 5% by weight, calculated with respect to the weight of the coated fabric, as mentioned above.
  • the piece of fabric combines the use of a highly desensitized and desolated glass fabric, as described herein, and the presence of the hydrogel layer on one of its faces, as described here.
  • one of the faces of the piece of glass fabric preferably the other side of the hydrogel-coated glass fabric if this hydrogel is present, may be coated with a layer, preferably a continuous layer, a water-soluble polymer, natural or preferably synthetic.
  • this polymer may degrade or solubilize in contact with an aqueous medium, for example water.
  • This synthetic polymer may especially be chosen from PAM or poly (acrylamide), PVP or poly (N-vinyl pyrrolidone), PEG or polyethylene glycol, PVA or polyvinyl alcohol, poly (acrylic acid) PAA + methacrylic acid, PEO or poly (ethylene oxide), PVAm or poly (vinyl amine).
  • PEG with a molecular weight of less than or equal to 600 g. mol- 1 and with an ester number of at least about 180 mg or partially hydrolysed PVA (preferably having a hydrolysis rate of between about 86 and about 88% and a degree of polymerization of less than about 1000 and a level of ester index remaining between about 120 and about 170 mg).
  • the polymer is applied in concentrated solution, in particular in the proportion of 10 to 30% of polymer by weight in an aqueous medium, preferably water.
  • This level gives a viscosity that can allow the application of the polymer to the fabric, for example using tools such as squeegee and cylinder licker. Depending on the tools used, there may be some tolerance around the boundaries of the aforementioned interval.
  • the whole fabric and coatings is in the so-called dry state, in particular with a residual moisture of less than or equal to approximately 15, 10 or 5% by weight relative to the weight of the coated fabric, measured as described above. on a fabric coated on both sides (hydrogel on one side, polymer on the other side).
  • the degree of transport of this water-soluble polymer can be between about 5 g / m 2 and about 100 g / m 2 , especially between about 10 g / m 2 and about 50 g / m 2 , typically from 10 to 20 g / m 2. m 2 , for example 15 g / m 2 . This rate of carriage is measured dry.
  • the water-soluble polymer layer may contain at least one eukaryotic or prokaryotic cell nutrient element, this nutritive element being water-soluble and capable of being in dissolved, colloidal or solid form in said polymer layer.
  • said layer comprises one or more conventional nutrients allowing the survival, culture and / or propagation of biological material that can be placed on the opposite side of the part.
  • the layer may comprise a conventional nutrient medium for tissue or for eukaryotic or prokaryotic cells. Placed in contact with an aqueous medium, the polymer layer will dissolve gradually and release the solubilized nutrient or nutrients that can migrate through the glass fabric and feed the cells.
  • the glass fabric may comprise, on a first face, a hydrogel layer according to the invention, and on the second face, a water-soluble polymer layer.
  • the hydrogel layer allows the passage of solubilized nutrients from the water-soluble polymer layer.
  • the soluble nutrients could also pass through the glass fabric and then the hydrogel.
  • the construction of the glass fabric may give a mass surface area of between approximately 50 and 250 g / m 2 , in particular between 100 and approximately 150 g / m 2 , preferably between approximately 120 and approximately 135 g. / m 2 , more preferably between about 125 and about 130 g / m 2 .
  • the warp and weft son are multifilament glass son.
  • the warp yarns may have a titer of between 5.5 and 68 tex, in particular between 5.5 tex and 34 tex, preferably between 10 and 22 tex, and / or may be formed of filaments of diameter between about 5 and about 9 ⁇ , preferably between about 5 and about 6 ⁇ .
  • the weft threads may have a heading between 5.5 and 68 tex, in particular between 22 and 68 tex, preferably between 22 and 34 tex, and / or may be formed of filaments of diameter between about 5 and about 9 ⁇ , preferably between about 6 and about 9 ⁇ .
  • the edges of the part may be formed of warp and weft son welded together around the entire periphery of the piece, which avoids a fraying of the glass fabric on the edges.
  • the planar geometrical shape of the workpiece and its welded edges can be obtained by cutting-welding in a single operation, for example cutting-welding by laser or hot knife of a wider weave of glass fabric. dimension, directly to the shape of the piece.
  • the piece of tissue can be enclosed in a bag or blister guaranteeing the sterility of the part placed inside.
  • the subject of the invention is also this piece of fabric according to the different aspects of the invention, for its use as a support for biological tissues or living biological materials.
  • the glass fabric is suitable or intended to support a culture of plant or animal tissue, including human tissue, or cells, in particular eukaryotic cells, in particular plant, animal, including human, prokaryotic algae, and prokaryotic cells cells. (eg bacteria, archaea, prokaryotic algae).
  • the subject of the invention is also a tissue or cell culture kit, comprising at least one piece of tissue according to any one of the various aspects of the invention, advantageously enclosed in a sachet or in a blister guaranteeing the sterility of the tissue. part placed inside, and a housing having a rim bottom designed to be able to accommodate a piece of fabric according to the invention, and preferably a cover, this housing being advantageously enclosed in a bag or blister ensuring the sterility of the housing .
  • a piece of tissue and its case are both placed in the same bag or blister to ensure sterility.
  • the piece of fabric can then be placed inside or outside the housing.
  • the shape and dimensions of the bottom of the housing are adjusted to those of the piece of fabric.
  • the piece of fabric may comprise a hydrogel layer, a water-soluble polymer layer optionally with one or more nutrients, or both a hydrogel layer. and a water-soluble polymer layer optionally with one or more nutrients.
  • the kit will include an equal number of fabric pieces and housings.
  • the hydrogel or the whole fabric and coating (s) is in the so-called dry state, in particular with a residual moisture of less than or equal to about 15, 10 or 5% by weight relative to the weight coated fabric.
  • the kit can also be designed so that the moisture content of the hydrogel is preserved during storage (waterproof blister, controlled atmosphere in the blister, etc.).
  • the subject of the invention is also a piece of glass fabric according to any one of the various aspects of the invention, formed by the assembly by weaving of warp son and warp son son, the fabric of glass supporting, on one of its faces, a culture of tissue or cells, in particular eukaryotic cells and prokaryotic cells (eg bacteria and archaea).
  • tissue or cells in particular eukaryotic cells and prokaryotic cells (eg bacteria and archaea).
  • the part comprises, on a first face, a hydrogel layer according to the invention, and the tissue or cell culture is on the surface of this hydrogel layer.
  • a water-soluble polymer layer may be provided, as described above, this layer may also comprise a nutrient element, as already described.
  • tissue or the cells when the tissue or the cells are deposited on the hydrogel or the glass fabric, this water-soluble polymer may be in the process of dissolution more or less advanced in contact with a suitable liquid. Nutrients are also present, as is apparent from the present description. It should also be noted that the tissue or cell culture may result from the deposition of biological material on the dry or wet hydrogel (e.g. remoistened). The humidification of the hydrogel can be done in all or part of the deposit of this material or the addition of a liquid medium.
  • the present invention also relates to a method of cell culture, comprising having a piece of fabric according to any one of the various aspects of the invention formed by the assembly by weaving warp yarns and yarns. weft glass son.
  • the glass fabric may preferably be hydrogel coated on one side.
  • the glass fabric may preferably be desensitized, especially with a residual level of size less than or equal to 0.05, 0.04, 0.03, 0.02 or 0.01% by weight relative to the total weight of the tissue.
  • the method includes the step of placing a biological tissue or biological material living on one side of this piece, preferably such a face coated with hydrogel, provide said tissue or biological material with nutrients and cultivate (in the broad sense, combining survival, growth and / or multiplication).
  • tissue or cells are carried out, in particular eukaryotic cells or prokaryotic cells (eg bacteria and archaea).
  • tissue or cell culture may result from the deposition of biological material on the dry or wet hydrogel (eg remoistened).
  • the humidification of the hydrogel can be done in all or part of the deposit of this material or the addition of a liquid medium.
  • the culture of the cells is on the surface of the glass fabric or the hydrogel layer.
  • the face receiving the biological tissue or the living biological material may be coated with the hydrogel layer according to the invention.
  • Nutrients may be provided in any manner known per se, for example by means of a sterile solubilizable or liquid nutritional medium placed in contact with the opposite side of the glass fabric.
  • the face opposite to that receiving the biological tissue or the living biological material is coated with the water-soluble polymer layer according to the invention.
  • this layer comprises one or more nutrients.
  • This opposite face is brought into contact with a sterile aqueous medium, eg sterile water, resulting in the dissolution of the polymer, and the migration of nutrients to the side receiving the biological tissue or living biological material, allowing its culture.
  • the face receiving the biological tissue or the living biological material is coated with the hydrogel layer according to the invention, and the opposite face is coated with the water-soluble polymer layer according to the invention.
  • this last layer comprises one or more nutrients.
  • This opposite side is brought into contact with a sterile aqueous medium, eg sterile water, which results in the dissolution of the polymer, and the migration of nutrients through the glass fabric and the hydrogel, to the biological tissue or the living biological material, which allows its culture.
  • a sterile aqueous medium eg sterile water
  • the invention sets the objective of circumscribing the polymer layers on their deposition side.
  • it aims to deposit the hydrogel layer on the surface of the glass fabric, without the latter penetrating deeply into the glass fabric and risk crossing it.
  • the polymer placed on the opposite face being water-soluble, it is preferably chosen to deposit the hydrogel on one side of the glass fabric before proceeding to the deposition, on the other side, of this water-soluble polymer, so that the hydrogel is deposited on a bare glass cloth and the penetration or passage of the hydrogel in or through the glass fabric should be avoided.
  • One element of the solution is to use a glass fabric having the characteristics mentioned above, especially of porosity, mass area and / or titles of warp and weft yarns. Another element of the solution is the choice of the deposition technique.
  • the manufacture of the piece of fabric according to the invention therefore preferably comprises the coating of one side of the glass fabric first with the hydrogel, then secondly the coating of the opposite face with the water-soluble polymer, in particular water-soluble polymer loaded with at least one nutrient.
  • the coating may especially be of the "doctor on cylinder” type, which consists in depositing the formula on the glass fabric and then scraping it to adjust the desired weight.
  • This squeegee coating process is a surface treatment. It makes it possible to regulate the deposit of matter while retaining the excess.
  • a solution is poured on the fabric in front of the doctor blade and by displacement of the fabric, the solution is gradually dragged on it.
  • the fabric is then dried and rolled up.
  • the fabric is held by a matching cylinder (steel or rubber-coated), placed on the side of the fabric opposite the doctor blade.
  • a matching cylinder spacer or rubber-coated
  • the thickness of the coating is controlled by the space between the squeegee and the glass fabric, which makes it possible to perfectly control the amount of coating deposited. This technique makes it possible to work with high viscosities of up to 60,000 cP, especially in the case of shear thinning composition.
  • the hydrogel Before being wound on the receiving coil, the hydrogel is allowed to gel.
  • the gelling / drying is conducted according to the gelation or crosslinking mode of the hydrogel used, according to the general knowledge of the skilled person in the hydrogel. For a gelling hydrogel in the presence of heat, the coated fabric passes in front of or in an oven heated to a suitable temperature to gel or dry the hydrogel.
  • the water-soluble polymer when employed, may be deposited on the other side of the glass fabric, following the same doctor blade procedure.
  • the passage in front of or in an oven will dry the water-soluble polymer.
  • the temperature of the oven is adjusted according to the nature of the water-soluble polymer, and this calls on the general knowledge of those skilled in the art.
  • this polymer is applied first, dried, and then the hydrogel is applied before being dried.
  • the amount of product deposited and the quality of the application depend on the following factors: the rheology of the formula: the higher its viscosity, the higher the final deposit after drying; the speed of circulation of the fabric on the installation (coating speed); tissue tension: it mainly influences the homogeneity of the deposit; the height of the squeegee: the higher the squeegee, the greater the load; the angle of inclination of the doctor blade with respect to the fabric or the cylinder.
  • the hydrogel, as the water-soluble polymer can also be deposited by gravure. This is a printing process by cylinders (usually chrome-plated copper) engraved rotating in a bacholle or vat. The substrate to be deposited is retained in the grooves of the engraving roll and then deposited on the fabric by transfer. A squeegee removes the excess on the surface of the cylinder before depositing the substrate on the fabric. The hydrogel is then gelled, for example by passing through an oven if it is the hydrogel gelling mode used. As for the water-soluble polymer, a drying is then performed, for example oven passing.
  • Figure 1 is a graph showing the infrared spectrum of a locust bean gum hydrogel obtained by FTIR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy).
  • Figure 2 is a graph showing the infrared spectrum of an agar agar hydrogel, obtained by FTIR.
  • Figure 3 is a graph showing the infrared spectrum of a guar gum hydrogel, obtained by FTIR. Examples:
  • the natural hydrogels of agar and alginate can thus be formed by dissolving these compounds in the form of powders, flakes or the like in water, for example at around 2% by weight.
  • the macromolecules of the alginate are composed of a successive assembly or alternation of the monomers M and G in variable proportion, and the high M / G ratios, known to those skilled in the art, will be recommended. get an elastic gel.
  • the sol-gel transition of alginate can be achieved by two mechanisms of physical freezing: either by the decrease of the pH, or by the addition of divalent or trivalent cations (except the magnesium ion). For example, it is an addition of ions, as indicated above, in the alginate solution at room temperature. Calcium ions make it possible to bind the macromolecular chains together thanks to the functional carboxyl groups of the alginate.
  • Calcium is used under odorless white powder and is dissolved in water (same proportion as for alginate) to then be added to the solution “soil", or conversely ("soil” added solution of calcium ions) . Gelling takes place by diffusion of calcium ions into the alginate solution.
  • the polyacrylamide gels are formed by free radical polymerization, in aqueous solution, from the acrylamide monomer (AAM) and a co-monomer, crosslinking agent, N, N'-methylenebisacrylamide (BIS).
  • AAM acrylamide monomer
  • BIS is a bifunctional reagent, equivalent to two acrylamide monomers linked by a methylene group. It is used as a bridging agent linking the polyacrylamide chains by covalent bonds to form the three-dimensional gel structure.
  • the gel formation reaction is a "vinyl addition polymerization" vinyl addition polymerization initiated by a free radical generation system, Ammonium persulfate and tetramethylethylenediamine.
  • APS is the initiator that can be activated chemically or thermally, where it decomposes around 120 ° C.
  • gels are described in the following examples, based on locust bean gum or guar gum, as well as an agar agar-based example.
  • the adjustment of the gap between the doctor blade and the fabric is such that the load is of the order of 10 g / m 2 .
  • the coated fabric is dried in a drying oven for 1 min at 120 ° C, to obtain a residual moisture of less than 10% by weight.
  • the coating is circumscribed only to the coating face, as indicated by the measurements made by FTIR on the fabric.
  • the spectrum of the pure carob yields 2 characteristic peaks, one at 3559 cm -1 and the second at 845 cm -1 .
  • FTIR analysis of the opposite side of the hydrogel-coated fabric did not reveal the characteristic peaks, showing that the deposited coating did not pass through the tissue.
  • the air permeability of the coated fabric is then measured at 2.58 ⁇ 10 -5 l / m 2 / s (measured according to the method described above).
  • the second face of the glass fabric is coated with an aqueous dispersion of PVA and eukaryotic or prokaryotic cell nutrients, with a solids content of 18%, by the doctor blade method.
  • the load is 20 g / m 2 .
  • the PVA can be solubilized in less than 5 min when the part will be deposited on the surface of an aqueous medium, face provided with the water-soluble polymer in contact with this aqueous medium.
  • the hydrocolloid solution obtained is cooled and when the temperature is lower than 40 ° C., it is then applied according to the "doctor blade on cylinder" coating method on a glass fabric of 125 g / m 2 composed of glass yarns of 1 1 tex and 34 tex previously cleaned so that it has a level of purity according to the invention.
  • the fabric is desensitized and thermally decanted beforehand dynamically through a hot air caramelizer at 600 ° C for 2 min.
  • the residue level obtained is 0.03% and its air permeability is measured at 20 l / m 2 / s.
  • the adjustment of the gap between the doctor blade and the fabric is such that the load is of the order of 10 g / m 2 .
  • the coated fabric is dried in a drying oven for 1 min at 120 ° C, to obtain a residual moisture of less than 10% by weight.
  • An FTIR analysis of the opposite face of the hydrogel coating shows that there was no transfer on the other side during the coating step where it does not find the presence of its characteristic peaks at 3398 cm -1 , 2900 cm -1 and 1067 cm -1 ( Figure 2)
  • the air permeability of the coated fabric is then measured at 1.46 x 10-5 l / m 2 / s.
  • the second face of the glass fabric is coated with an aqueous dispersion of PVA and eukaryotic or prokaryotic cell nutrients, with a solids content of 18%, by the doctor blade method.
  • the load is 20 g / m 2 .
  • the PVA can be solubilized in less than 5 min when the part will be deposited on the surface of an aqueous medium, face provided with the water-soluble polymer in contact with this aqueous medium.
  • Heavy fabric made of 68 tex glass yarns is used. Desoiling is carried out by washing with water at 80 ° C., and then with a thermal gradient of 595-610 ° C. at radians: residues of 0.025% are obtained in the dry state.
  • the fabric is then coated with a layer of about 15 g / m 2 of an aqueous Guar gum 2% solids by gravure gravure printing with a recessed cylinder, followed by a passage in a drying tunnel to evaporate the water.
  • the layer thus deposited is circumscribed to this single face as demonstrated by FTIR analyzes of the opposite face where none of the characteristic peaks of Guar is identified (2928 cm -1 and 809 cm -1 , Figure 3).
  • the permeability of the fabric is then 0.94 l / m 2 / s.
  • the second face of the glass fabric is coated with an aqueous dispersion of PVA and eukaryotic or prokaryotic cell nutrients, with a solids content of 18%, by the doctor blade method.
  • the load is 20 g / m 2 .
  • the PVA can be solubilized in less than 5 min when the part will be deposited on the surface of an aqueous medium, face provided with the water-soluble polymer in contact with this aqueous medium.
  • the hydrocolloid solution obtained from Brookfield viscosity of the order of 25,000 cP at
  • the air permeability of the coated fabric is then measured at 2.58 x 10 ⁇ 5 l / m 2 / s.
  • the second face of the glass fabric is coated with an aqueous dispersion of PVA and eukaryotic or prokaryotic cell nutrients, with a solids content of 18%, by the doctor blade method.
  • the load is 20 g / m 2 .
  • the PVA can be solubilized in less than 5 min when the part will be deposited on the surface of an aqueous medium, face provided with the water-soluble polymer in contact with this aqueous medium.

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Abstract

Pièce de tissu de verre formée de l'assemblage par tissage de fils de chaîne et de fils de trame en fils de verre. L'une des faces du tissu de verre est revêtue d'un film d'hydrogel à un taux d'emport d'hydrogel égal ou supérieur à environ 4 g/m2. Le tissu de verre peut avoir un taux résiduel d'ensimage + encollage inférieur ou égal à 0,05 % en poids par rapport au poids total du tissu. Le tissu sans hydrogel peut avoir une perméabilité à l'air comprise entre environ 12 l/m2/s et environ 30 l/m2/s. Le tissu de verre est utilisable comme support de culture de tissus biologiques ou de cellules eucaryotes ou procaryotes.

Description

Tissu de verre comme support de culture tissulaire ou cellulaire
La présente invention est relative à une pièce de tissu de verre présentant des propriétés particulièrement adaptées à un usage au contact d'un tissu vivant, notamment d'origine animale, humaine ou végétale, ou d'un matériel biologique tel qu'une cellule eucaryote ou une cellule procaryote et à un procédé de fabrication d'une telle pièce de tissu.
La fibre de verre est élaborée à partir des matières premières traditionnelles nécessaires à la fabrication du verre, généralement du type E, mais pouvant être d'un autre type, e.g. C ou AR. Il s'agit généralement et pour l'essentiel de silice, chaux, alumine et magnésie. Le mélange est broyé, puis fondu dans un four à haute température, aux environs de 1500° C. Le verre en fusion est ensuite amené à passer dans des filières. A la sortie des filières, les fils de verre sont étirés mécaniquement à grande vitesse pour donner des filaments de diamètre déterminé, généralement compris entre 3 et 13 μηι. Aussitôt après l'étirage, les filaments sont « ensimés », à savoir enduits d'une composition organique, généralement à l'aide d'une émulsion aqueuse de composés organiques. Cette étape et la composition du même nom, s'appellent l'ensimage, elle permet de protéger le produit lors de sa transformation chez le fabricant, par exemple lors d'étapes d'enroulage, retordage, bobinage, lors de passages dans des guides. Une fois chez le tisseur, les fils, notamment ceux de chaîne, subissent un traitement supplémentaire appelé encollage, destiné à protéger le fil des étapes telles que ourdissage et tissage, incluant le passage dans des peignes, mailles, des levages de cadres et globalement un temps de contact/friction non négligeable avec des pièces mécaniques.
Parmi les composés organiques de l'ensimage, on emploie couramment des huiles minérales, et éventuellement de l'amidon, du PVA et/ou des tensioactifs. Parmi les agents d'encollage, on emploie couramment de l'amidon ou du PVA et éventuellement des tensioactifs. Ainsi les agents lubrifiants, tensioactifs cationiques ou non-ionique, ont pour rôle de réduire la friction entre les fibres et ainsi de limiter les cassures ou la création de défauts de surface, tandis que l'amidon et le PVA vont gainer les fils et les protéger des contraintes mécaniques qui pourraient entraîner des cassures ou des affaiblissements. A noter que les compositions d'encollage et d'ensimage sont généralement gardées secrètes.
L'immobilisation cellulaire consiste à faire croître des cellules immobilisées dans une matrice d'hydrogel. Il existe différentes méthodes. L'adhésion est généralement utilisée pour stabiliser les cultures cellulaires et effectuer des analyses, ou pour fournir une matrice structurelle qui dirige la croissance et/ou la différenciation des cellules. Il est possible d'améliorer l'adhésion des cellules sur l'hydrogel en greffant des protéines adhésives. La capture est un autre mode d'immobilisation, dans lequel les cellules sont prises au piège dans la matrice par des contraintes physiques, les cellules étant immobilisées par le réseau poreux tridimensionnel de l'hydrogel. Ces gels sont alors généralement polymérisés in situ avec les cellules. Enfin, la micro-encapsulation consiste à enfermer les cellules ou des amas cellulaires par une membrane poreuse et semi-perméable. Voir A. C. Jen et al., 1996, Review : Hydrogels for cell immobilization. Biotechnology and bioengineering, 50 (4) : 357- 64.
L'invention a pour objectif de proposer un nouveau concept de support de culture tissulaire ou cellulaire comportant une structure solide souple, poreuse, non toxique ou neutre vis-à-vis de la culture de tissus vivants ou de cellules.
Un autre objectif de l'invention est de fournir un tel support permettant de supporter et de permettre d'alimenter les tissus vivants ou cellules en culture dans de bonnes conditions, notamment au travers de ce support.
Un autre objectif de l'invention est de fournir un tel support qui puisse être facilement transporté et manipulé, dans une large plage de température et d'hygrométrie.
Une autre objectif de l'invention est de fournir un tel dispositif pouvant être aisément conservé stérile.
L'invention propose une nouvelle utilisation des tissus de verre, en tant que support de tissus biologiques ou de matériaux biologiques, notamment cellules eucaryotes et cellules procaryotes (e.g. bactéries et archées).
Dans un premier aspect de l'invention, un tissu de verre recouvert sur une face d'un hydrogel est proposé.
Dans un deuxième aspect de l'invention un tissu de verre fortement désensimé et désencollé est employé, de telle manière que les cellules vivantes soient dans un environnement essentiellement non toxique et neutre, le support étant un tissu de verre, biocompatible par essence, et substantiellement pas avec des substances organiques issues de l'ensimage et/ou de l'encollage ou autre traitement textile potentiellement toxique ou interfèrent pour des cellules vivantes et leur culture.
Dans un troisième aspect de l'invention, le tissu de verre fortement désensimé ou désencollé est recouvert sur une face d'un hydrogel.
Dans un quatrième aspect de l'invention, il est question de l'utilisation d'un support de verre selon l'un de ces trois premiers aspects en tant que support de tissus biologiques ou de matériaux biologiques, notamment cellules eucaryotes et cellules procaryotes (e.g. bactéries et archées). La présente invention a donc pour objet une pièce de tissu de verre formée de l'assemblage par tissage de fils de chaîne et de fils de trame en fils de verre.
Suivant une caractéristique avantageuse de l'invention, l'une des faces de la pièce est revêtue d'un film ou couche d'hydrogel. C'est sur cette couche ou film d'hydrogel que pourra être reçu, voire immobilisé en surface, le tissu biologique vivant ou les cellules biologiques vivantes.
De préférence, l'hydrogel est circonscrit sur ladite face de la pièce, c'est-à-dire que l'hydrogel est localisé en surface et ne traverse pas le tissu de verre, ce qui est d'ailleurs favorisé par le choix d'un tissu fermé ayant une porosité comprise dans les intervalles mentionnés ci-après.
L'hydrogel est notamment en couche fine, qui peut se définir par le taux d'emport, à savoir la quantité d'hydrogel appliquée substantiellement uniformément à la surface du tissu de verre et exprimée en grammes d'hydrogel par m2 de tissu de verre. Le taux d'emport d'hydrogel est avantageusement égal ou supérieur à environ 4 g/m2, notamment compris entre environ 4 g/m2 et environ 100 g/m2, des taux supérieurs étant possibles mais non indispensables et plus coûteux. Cet intervalle est plus particulièrement compris entre environ 5 g/m2 et environ 50 g/m2, de préférence compris entre environ 10 g/m2 et environ 30 g/m2. Les épaisseurs importantes pourront être obtenues par dépôt en plusieurs fois ou passes, par les techniques qui seront décrites plus loin. Par définition, lorsque l'on parle du tissu enduit d'hydrogel à un taux d'emport donné, il s'agit de l'hydrogel sec. Cet hydrogel sec peut avoir une humidité résiduelle faible. On calcule le taux d'humidité résiduel au niveau du tissu enduit d'hydrogel, et ce taux est généralement égal ou inférieur à environ 15, 10 ou 5% en poids, calculé par rapport au poids du tissu enduit. La mesure peut être effectuée simplement, on pèse le tissu enduit sec, on le passe en étuve sèche à 120 °C pendant une durée déterminée, par exemple 2 heures, puis on repèse et la différence de poids donne la quantité d'eau perdue qui correspond à la teneur en eau du tissu enduit de départ. On peut donc aussi parler de teneur en eau du tissu enduit. Un hydrogel est un réseau macromoléculaire, de préférence élastique, à haute teneur en eau. Au sens de la présente invention, hydrogel signifie une masse viscoélastique. Elle comprend à l'état dit humide au moins 50% d'eau en poids, au moins 80% d'eau en poids, de préférence au moins 90% d'eau en poids, par exemple de 90 à 98,5 % d'eau en poids. L'hydrogel peut être un hydrogel chimique (notamment par la présence de liaisons covalentes inter-chaînes) ou un hydrogel physique (interactions inter-chaînes sont de type physiques, par exemple liaisons hydrogène et/ou interactions hydrophobes, interactions électrostatiques, etc.).
Dans un mode de réalisation, l'hydrogel est appliqué avec un taux d'humidité permettant l'application de l'hydrogel humide en couche mince à la surface du tissu. Comme on le verra plus loin, l'enduction peut être faite à la racle, mais d'autres moyens sont envisageables, comme le rouleau lècheur. Le taux d'humidité de l'hydrogel lors du dépôt est en général supérieur ou égal à 50 %, notamment compris entre 50 et 80% d'eau en poids (par rapport à la masse d'hydrogel totale). Des taux différents, inférieurs ou supérieurs, pourront être utilisables, si l'outil de dépose le permet. On préférera les hydrogels naturels en raison du contact avec un matériel biologique vivant. Un hydrogel synthétique non toxique pour les cellules pourra néanmoins être employé, comme les polyacrylamides (PAAM).
On préférera également les hydrogels physiques, sans pour autant exclure les hydrogels chimiques.
L'hydrogel peut notamment comprendre un polysaccharide, de préférence naturel, éventuellement modifié chimiquement, un polysaccharide hybride ou une protéine structurale telle que la kératine ou le collagène, ou des mélanges. Le terme « comprendre » signifie que l'hydrogel peut contenir au moins un polysaccharide ou protéine structurale comme matériau de base de l'hydrogel. Ce dernier pourra comprendre d'autres ingrédients, tels que de l'eau, un coagulant, etc. La proportion de polysaccharide ou de protéine structurale dans l'hydrogel pourra être notamment comprise entre environ 1 et environ 20% en poids de l'hydrogel.
L'hydrogel peut notamment être choisi parmi: les polysaccharides comme l'amidon, la gomme arabique, les gommes extraites des graines (e.g. guar, caroube), les gommes extraites ou dérivées des algues (e.g. agar-agar, agarose, carrhaghénanes, alginates), les gommes extraites ou dérivées des microorganismes (cellulose bactérienne produite à partir d'Acetobacter xylinum - Cellulon PX - ou la gomme gellane produit par Pseudomonas elodea) et les protéines telles que l'albumine, la caséine, le collagène et le gluten, ou encore la méthylcellulose, le hyaluronane ou l'acide hyaluronique, pectines, chitosan, carboxyméthylcellulose.
Dans un mode de réalisation, l'hydrogel est donc un hydrogel à base (ou comprenant ce composé en plus de l'eau et d'un éventuel agent réticulant) d'amidon, de gomme arabique, d'agar-agar, d'agarose, de gomme de guar, de caroube, de carrhaghénane, d'alginate, de cellulose bactérienne, de gellane, d'albumine, de caséine, de collagène, de gluten, de méthylcellulose, de hyaluronane, d'acide hyaluronique, de pectine, de chitosan, de carboxyméthylcellulose ou de PAAM.
Suivant une caractéristique avantageuse de l'invention, le tissu de verre est de préférence désensimé et désencollé. Le tissu de verre a notamment un taux résiduel d'ensimage + encollage inférieur ou égal à 0,05, 0,04, 0,03, 0,02 ou 0,01 % en poids par rapport au poids total du tissu (en ne tenant compte que du tissu de verre et de l'ensimage + encollage). On peut aussi définir le tissu de verre composé de verre à une teneur en poids supérieure à 99,95% par rapport au poids total du tissu de verre, et notamment supérieure à 99,96%, 99,97%, 99,98% ou 99,99%.
Suivant une caractéristique de l'invention, l'élimination de l'ensimage + encollage peut être effectué thermiquement, par un procédé statique ou dynamique, cette deuxième solution étant la préférée pour obtenir de très bas taux résiduels.
Suivant une caractéristique avantageuse de l'invention, le tissu désensimé et désencollé a une perméabilité à l'air comprise entre environ 12 l/m2/s et environ 30 l/m2/s, de préférence entre environ 10 l/m2/s et environ 20 l/m2/s, comme mesuré par la pénétration d'air sous 200 Pa au travers d'une cellule de surface de 20 cm2, soit au travers d'un échantillon du tissu de même surface. Cette mesure est conforme à la norme ISO 9237 : Détermination de la perméabilité à l'air des étoffes. On peut utiliser pour ce faire l'appareil FX 3300 LabAir IV, Air Permeability Tester, Textest Instruments, Schwerzenbach, Switzerland, réglé aux conditions de test définies ci-dessus.
La perméabilité à l'air du tissu de verre enduit d'hydrogel peut notamment être inférieure ou égale à environ 3 l/m2/s et notamment environ 2 l/m2/s, comme mesuré par la méthode ci-dessus de pénétration d'air sous 200 Pa au travers d'une cellule de surface de 20 cm2. Elle peut être mesurée sur le tissu enduit sec, notamment à une humidité résiduelle égale ou inférieure à environ 15, 10 ou 5% en poids, calculé par rapport au poids du tissu enduit, comme précité.
Suivant une caractéristique avantageuse de l'invention, la pièce de tissu combine l'emploi d'un tissu de verre fortement désensimé et désencollé, comme décrit ici, et la présence de la couche d'hydrogel sur l'une de ses faces, comme décrit ici. Suivant une autre caractéristique, l'une des faces de la pièce de tissu de verre, de préférence l'autre face du tissu de verre enduite d'hydrogel si cet hydrogel est présent, peut être revêtue d'une couche, de préférence continue, d'un polymère hydrosoluble, naturel ou de préférence synthétique. Par définition, ce polymère pourra se dégrader ou se solubiliser au contact d'un milieu aqueux, par exemple de l'eau.
Ce polymère synthétique peut notamment être choisi parmi les PAM ou poly(acrylamide), les PVP ou poly(N-vinyl pyrrolidone), les PEG ou polyéthylènes Glycol, les PVA ou alcools polyvinyliques, les poly(acide acrylique) PAA + acide méthacrylique, les PEO ou poly(oxyde d'éthylène), les PVAm ou poly(vinyl aminé).
A titre d'exemples préférés, on peut citer le PEG de poids moléculaire inférieur ou égal à 600 g. mol"1 et d'indice d'ester d'au moins environ 180 mg ou le PVA partiellement hydrolysé (de préférence dont le taux d'hydrolyse est compris entre environ 86 et environ 88% et un degré de polymérisation inférieur à environ 1000 et un taux d'indice ester subsistant compris entre environ 120 et environ 170 mg).
Le polymère est appliqué en solution concentrée, notamment à raison de 10 à 30 % de polymère en poids dans un milieu aqueux, de préférence de l'eau. Ce taux confère une viscosité pouvant permettre l'application du polymère sur le tissu, par exemple en utilisant des outils comme la racle et le cylindre lécheur. Selon les outils utilisés, il peut y avoir une certaine tolérance autour de bornes de l'intervalle précité. Une fois déposé, la couche de polymère peut être séchée.
De préférence, l'ensemble tissu et enductions est à l'état dit sec, en particulier avec une humidité résiduelle inférieure ou égale à environ 15, 10 ou 5% en poids par rapport au poids du tissu enduit, mesurée comme décrit ci-dessus sur un tissu enduit sur ses deux faces (hydrogel sur une face, polymère sur l'autre face). Le taux d'emport de ce polymère hydrosoluble peut être compris entre environ 5 g/m2 et environ 100 g/m2, notamment entre environ 10 g/m2 et environ 50 g/m2, typiquement de 10 à 20 g/m2, par exemple 15 g/m2. Ce taux d'emport est mesuré à sec. Avantageusement, la couche de polymère hydrosoluble peut contenir au moins un élément nutritif pour cellule eucaryote ou procaryote, cet élément nutritif étant hydrosoluble et pouvant être sous forme dissoute, colloïdale ou solide dans ladite couche de polymère. De manière plus générale, ladite couche comprend un ou des éléments nutritifs conventionnels permettant la survie, la culture et/ou la propagation du matériel biologique qui pourra être placé sur la face opposée de la pièce. Selon le cas, la couche pourra comprendre un milieu nutritif conventionnel pour tissu ou pour cellules eucaryotes ou procaryotes. Placé au contact d'un milieu aqueux, la couche de polymère va se dissoudre progressivement et va libérer le ou les éléments nutritifs solubilisés qui pourront migrer au travers du tissu de verre et nourrir les cellules.
Suivant une caractéristique, le tissu de verre peut comporter, sur une première face, une couche d'hydrogel selon l'invention, et sur la deuxième face, une couche de polymère hydrosoluble. Avantageusement, la couche d'hydrogel permet le passage des nutriments solubilisés en provenance de la couche de polymère hydrosoluble.
Dans le cas où le polymère hydrosoluble serait absent, et qu'un autre milieu nutritif était placé sous la face opposée à l'hydrogel, les éléments nutritifs solubles pourraient aussi traverser le tissu de verre, puis l'hydrogel.
Suivant une caractéristique de l'invention, la construction du tissu de verre peut donner une surface massique comprise entre environ 50 et 250 g/m2, notamment entre 100 et environ 150 g/m2, de préférence entre environ 120 et environ 135 g/m2, mieux entre environ 125 et environ 130 g/m2. Suivant une caractéristique préférée de l'invention, les fils de chaîne et de trame sont des fils de verre multifilaments.
Suivant une caractéristique de l'invention, les fils de chaîne peuvent avoir un titre compris entre 5,5 et 68 tex, notamment entre 5,5 tex et 34 tex, de préférence entre 10 et 22 tex, et/ou peuvent être formés de filaments de diamètre compris entre environ 5 et environ 9 μηι, de préférence entre environ 5 et environ 6 μηι.
Suivant une caractéristique de l'invention, les fils de trame peuvent avoir un titre compris entre 5,5 et 68 tex, notamment entre 22 et 68 tex, de préférence entre 22 et 34 tex, et/ou peuvent être formés de filaments de diamètre compris entre environ 5 et environ 9 μηι, de préférence entre environ 6 et environ 9 μηι.
Suivant une caractéristique de l'invention, les bords de la pièce peuvent être formés des fils de chaîne et de trame soudés entre eux sur tout le pourtour de la pièce, ce qui permet d'éviter un effilochage du tissu de verre sur les bords. Dans un mode de réalisation, la forme géométrique plane de la pièce et ses bords soudés peuvent être obtenus par découpe-soudage en une seule opération, par exemple découpe-soudage par laser ou couteau chaud d'une laize de tissu de verre de plus grande dimension, directement à la forme de la pièce.
Suivant une caractéristique de l'invention, la pièce de tissu peut être enfermée dans un sachet ou sous blister garantissant la stérilité de la pièce placée à l'intérieur.
L'invention a aussi pour objet cette pièce de tissu selon les différents aspects de l'invention, pour son utilisation comme support de tissus biologiques ou de matériaux biologiques vivants.
En particulier, le tissu de verre est apte ou destiné à supporter une culture de tissu végétal ou animal, y compris humain, ou de cellules, notamment de cellules eucaryotes, notamment végétales, animales, y compris humaines, algues procaryotes, et de cellules procaryotes (e.g. bactéries, archées, algues procaryotes).
L'invention a aussi pour objet un kit de culture de tissu ou de cellules, comportant au moins une pièce de tissu selon l'un quelconque des différents aspects de l'invention, avantageusement enfermée dans un sachet ou sous blister garantissant la stérilité de la pièce placée à l'intérieur, et un boîtier comportant un fond à rebord conçu pour pouvoir loger une pièce de tissu selon l'invention, et de préférence un couvercle, ce boîtier étant avantageusement enfermé dans un sachet ou sous blister garantissant la stérilité du boîtier. Dans une forme de réalisation, une pièce de tissu et son boîtier sont tous deux placés dans le même sachet ou sous blister garantissant leur stérilité. Suivant une caractéristique, la pièce de tissu peut alors être placée à l'intérieur ou à l'extérieur du boîtier. Avantageusement, la forme et les dimensions du fond du boîtier sont ajustées à celles de la pièce de tissu. Conformément à ce qui a été décrit pour les autres objets de l'invention, la pièce de tissu pourra comprendre une couche d'hydrogel, une couche de polymère hydrosoluble éventuellement avec un ou des éléments nutritifs, ou à la fois une couche d'hydrogel et une couche de polymère hydrosoluble éventuellement avec un ou des éléments nutritifs. De préférence, le kit comprendra un nombre égal de pièces de tissu et de boîtiers. Notamment, dans le kit, l'hydrogel ou l'ensemble tissu et enduction(s) est à l'état dit sec, en particulier avec une humidité résiduelle inférieure ou égale à environ 15, 10 ou 5% en poids par rapport au poids du tissu enduit. Le kit peut aussi être conçu pour que le taux d'humidité de l'hydrogel soit conservé pendant stockage (blister étanche, atmosphère contrôlée dans le blister, etc.).
L'invention a aussi pour objet une pièce de tissu de verre selon l'un quelconque des différents aspects de l'invention, formée de l'assemblage par tissage de fils de chaîne et de fils de trame en fils de verre, le tissu de verre supportant, sur une de ses faces, une culture de tissu ou de cellules, notamment de cellules eucaryotes et de cellules procaryotes (e.g. bactéries et archées). Cet objet reprend les différentes caractéristiques qui sont décrites par ailleurs au regard de la pièce de tissu et de son utilisation. Suivant une caractéristique préférée, la pièce comporte, sur une première face, une couche d'hydrogel selon l'invention, et la culture de tissu ou de cellules est à la surface de cette couche d'hydrogel. Sur la deuxième face, une couche de polymère hydrosoluble peut être prévue, comme décrit supra, cette couche pouvant également comprendre un élément nutritif, comme déjà décrit. A noter que lorsque le tissu ou les cellules sont déposées sur l'hydrogel ou le tissu de verre, ce polymère hydrosoluble peut être en cours de dissolution plus ou moins avancée au contact d'un liquide approprié. Des éléments nutritifs sont également présents, comme cela ressort de la présente description. A noter aussi que la culture de tissu ou de cellules peut résulter du dépôt de matériel biologique sur l'hydrogel sec ou humide (e.g. réhumidifié). L'humidification de l'hydrogel peut être le fait en tout ou partie du dépôt de ce matériel ou de l'ajout d'un milieu liquide.
La présente invention a aussi pour objet un procédé de culture cellulaire, comprenant le fait de disposer d'une pièce de tissu selon l'un quelconque des différents aspects de l'invention formée de l'assemblage par tissage de fils de chaîne et de fils de trame en fils de verre. Le tissu de verre peut être de préférence enduit d'hydrogel sur une face. Le tissu de verre peut être de préférence désensimé, notamment avec un taux résiduel d'ensimage inférieur ou égal à 0,05, 0,04, 0,03, 0,02 ou 0,01 % en poids par rapport au poids total du tissu. Le procédé comprend l'étape de placer un tissu biologique ou un matériau biologique vivant sur une face de cette pièce, de préférence une telle face enduite d'hydrogel, de fournir audit tissu ou matériel biologique des éléments nutritifs et de cultiver (au sens large, regroupant survie, croissance et/ou multiplication). En particulier, on effectue une culture de tissu ou de cellules, notamment de cellules eucaryotes ou de cellules procaryotes (e.g. bactéries et archées). A noter que la culture de tissu ou de cellules peut résulter du dépôt de matériel biologique sur l'hydrogel sec ou humide (e.g. réhumidifié). L'humidification de l'hydrogel peut être le fait en tout ou partie du dépôt de ce matériel ou de l'ajout d'un milieu liquide.
Avantageusement, la culture des cellules se fait en surface du tissu de verre ou de la couche d'hydrogel.
Dans un mode de réalisation, la face recevant le tissu biologique ou le matériau biologique vivant peut être revêtue de la couche d'hydrogel selon l'invention. Les éléments nutritifs peuvent être apportés de toute manière connue en soi, par exemple au moyen d'un milieu nutritionnel solubilisable ou liquide, stérile, placé au contact de la face opposée du tissu de verre.
Dans un mode de réalisation, la face opposée à celle recevant le tissu biologique ou le matériau biologique vivant est revêtue de la couche de polymère hydrosoluble selon l'invention. Avantageusement, cette couche comporte un ou des éléments nutritifs. Cette face opposée est mise en contact avec un milieu aqueux stérile, e.g. de l'eau stérile, ce qui entraîne la dissolution du polymère, et la migration des nutriments vers la face recevant le tissu biologique ou le matériau biologique vivant, ce qui permet sa culture.
Dans un mode de réalisation, la face recevant le tissu biologique ou le matériau biologique vivant est revêtue de la couche d'hydrogel selon l'invention, et la face opposée est revêtue de la couche de polymère hydrosoluble selon l'invention. Avantageusement, cette dernière couche comporte un ou des éléments nutritifs. Cette face opposée est mise en contact avec un milieu aqueux stérile, e.g. de l'eau stérile, ce qui entraîne la dissolution du polymère, et la migration des nutriments au travers du tissu de verre et de l'hydrogel, vers le tissu biologique ou le matériau biologique vivant, ce qui permet sa culture.
De préférence, l'invention se fixe pour objectif de circonscrire les couches de polymère sur leur face de dépôt. Notamment elle se fixe pour objectif de déposer la couche d'hydrogel en surface du tissu de verre, sans que ce dernier ne pénètre profondément dans le tissu de verre et risque de le traverser. Par ailleurs, le polymère placé sur la face opposée étant hydrosoluble, on choisit, de préférence, de déposer l'hydrogel sur une face du tissu de verre avant de procéder au dépôt, sur l'autre face, de ce polymère hydrosoluble, de sorte que l'hydrogel est déposé sur un tissu de verre nu et il convient d'éviter la pénétration ou la traversée de l'hydrogel dans ou au travers du tissu de verre. Un élément de la solution est d'utiliser un tissu de verre ayant les caractéristiques mentionnées ci-dessus, notamment de porosité, surface massique et/ou titres des fils de chaîne et de trame. Un autre élément de la solution est le choix de la technique de dépôt.
La fabrication de la pièce de tissu selon l'invention comprend donc de préférence l'enduction d'une face du tissu de verre d'abord avec l'hydrogel, puis en second lieu l'enduction de la face opposée avec le polymère hydrosoluble, notamment polymère hydrosoluble chargé avec au moins un élément nutritif.
L'enduction peut notamment être du type « racle sur cylindre », qui consiste à déposer la formule sur le tissu de verre, puis à le racler pour régler l'emport souhaité. Ce procédé d'enduction à la racle est un traitement de surface. Il permet de régulariser le dépôt de matière en retenant l'excès. Une solution est coulée sur le tissu devant la racle et par déplacement du tissu, la solution est entraînée peu à peu sur celui-ci. Le tissu est ensuite séché, puis enroulé. Le tissu est maintenu par un cylindre de contrepartie (en acier ou recouvert de caoutchouc), placé du côté du tissu opposé à la racle. De préférence, mis à part ce cylindre, le tissu de verre, entraîné entre une bobine d'alimentation et une bobine de réception, est libre, sans surface d'appui. L'épaisseur de l'enduction est contrôlée par l'espace entre la racle et le tissu de verre, ce qui permet de contrôler parfaitement la quantité d'enduction déposée. Cette technique permet de travailler avec des viscosités élevées allant jusqu'à 60 000 cP notamment en cas de composition rhéofluidifiante. Avant d'être enroulé sur la bobine de réception, on laisse ou fait gélifier l'hydrogel. La gélification/séchage est conduit selon le mode de gélification ou de réticulation de l'hydrogel utilisé, selon les connaissances générales de l'homme du métier en matière d'hydrogels. Pour un hydrogel gélifiant en présence de chaleur, le tissu enduit passe devant ou dans un four porté à une température adaptée, permettant de gélifier ou sécher l'hydrogel.
Le polymère hydrosoluble, lorsqu'il est employé, peut être déposé sur l'autre face du tissu de verre, suivant la même procédure de racle sur cylindre. Le passage devant ou dans un four permettra de sécher le polymère hydrosoluble. La température du four est réglée selon la nature du polymère hydrosoluble, et cela fait appel aux connaissances générales de l'homme du métier. De préférence, ce polymère est appliqué en premier, séché, puis l'hydrogel est appliqué avent d'être séché.
D'autres moyens de séchage qu'un four ou étuve sèche sont utilisables, comme le passage sur un rouleau chauffé ou une bande chauffée, un séchoir, etc.
La quantité de produit déposé et la qualité de l'application dépendent des facteurs suivants : la rhéologie de la formule : plus sa viscosité sera importante, plus le dépôt final après séchage sera élevé ; la vitesse de circulation du tissu sur l'installation (vitesse d'enduction) ; la tension du tissu : elle influence principalement l'homogénéité du dépôt ; la hauteur de la racle : plus la racle sera haute, plus l'emport sera grand ; l'angle d'inclinaison de la racle par rapport au tissu ou au cylindre.
L'hydrogel, comme le polymère hydrosoluble peut aussi être déposé par héliogravure. Il s'agit d'un procédé d'impression par cylindres (généralement de cuivre chromé) gravés tournant dans une bacholle ou cuve. Le substrat à déposer est retenu dans les rainures du cylindre graveur et ensuite déposé sur le tissu par transfert. Une racle élimine l'excès à la surface du cylindre avant dépôt du substrat sur le tissu. L'hydrogel est ensuite gélifié, par exemple par passage dans un four si c'est le mode de gélification d'hydrogel utilisé. Quant au polymère hydrosoluble, un séchage est ensuite réalisé, par exemple pare passage en four.
Description des figures :
La figure 1 est un graphe montrant le spectre infrarouge d'un hydrogel de gomme de caroube, obtenu par IRTF (spectroscopie infrarouge à transformée de fourier).
La figure 2 est un graphe montrant le spectre infrarouge d'un hydrogel d'agar agar, obtenu par IRTF.
La figure 3 est un graphe montrant le spectre infrarouge d'un hydrogel de gomme de guar, obtenu par IRTF. Exemples :
Exemple 1 : Quelques hydrogels
Les hydrogels naturels d'agar et d'alginate peuvent être ainsi formés en dissolvant ces composés sous forme de poudres, de flocons ou autres dans de l'eau, par exemple aux alentours de 2 % en poids.
La transition « sol » vers « sol-gel » de l'agar se déroule en deux étapes : la distribution des molécules de manière homogène sous forme d'hélices lors du refroidissement et l'agrégation entre les hélices lorsque le point de gélification du polymère est atteint. Pour ce faire, la solution doit être portée à une température supérieure à 85°C, puis refroidie en dessous de 40°C. Au cours de la montée en température, l'agar va se solubiliser dans l'eau, puis, lors de la descente, former les doubles hélices grâce aux liaisons hydrogènes et donc le gel.
Les macromolécules de l'alginate sont composées d'un assemblage successif ou d'une alternance des monomères M et G en proportion variable, et l'on préconisera les ratios M/G élevés, connus de l'homme du métier, permettant d'obtenir un gel élastique. La transition sol-gel de l'alginate peut être réalisée par deux mécanismes de gélation physique : soit par la diminution du pH, soit par l'ajout de cations divalents ou trivalents (excepté l'ion magnésium). Par exemple, il s'agit d'un ajout d'ions, comme indiqué ci-dessus, dans la solution d'alginate à température ambiante. Les ions calcium permettent de lier les chaînes macromoléculaires entre elles grâce aux groupes carboxyles fonctionnels de l'alginate. Le calcium est utilisé sous poudre blanche inodore et est dissout dans de l'eau (même proportion que pour l'alginate) pour ensuite être ajouté à la solution «sol», ou inversement («sol» ajouté la solution d'ions calcium). La gélification a lieu grâce à la diffusion des ions calcium dans la solution d'alginate.
Les gels de Polyacrylamide sont formés par polymérisation radicalaire libre, en solution aqueuse, à partir du monomère acrylamide (AAM) et d'un co-monomère, agent de réticulation, le N, N'-méthylènebisacrylamide (BIS). Le BIS est un réactif bifonctionnel, équivalent à deux monomères d'acrylamide liés par un groupement méthylène. Il est utilisé comme agent pontant liant les chaînes de polyacrylamide par des liaisons covalentes pour former la structure de gel tridimensionnelle. La réaction de formation du gel est une polymérisation par addition vinylique « vinyl addition polymerization » initiée par un système de génération de radicaux libres le Persulfate d'Ammonium et le tétraméthylèthylenediamine. L'APS est l'amorceur qui peut être activé par voie chimique ou aussi thermiquement où il se décompose autour de 120°C.
D'autres exemples de gels sont décrits dans les exemples qui suivent, à base de gomme de caroube ou de gomme de guar, ainsi qu'un exemple à base d'agar agar.
Pour de plus amples informations sur les hydrogels et leurs procédés de fabrication, l'homme du métier pourra se référer à la Thèse de Leslie Rolland, Propriétés physicochimiques des capsules d'hydrogel à cœur liquide, Université Pierre et Marie Curie, Paris VI, 2013, https://pastel.archives-ouvertes.fr/tel-00919083; à la Thèse de Anne-Laure Esquirol, Contrôle de la morphologie d'hydrogels poreux à partir de structures polymères, Département de génie chimique, Ecole Polytechnique de Montréal, 2013 ; et à la Thèse de Maria Bassil, Muscles artificiels à base d'hydrogel électroattractif, HAL Id: tel-00688340, https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00688340.
Exemple 2 :
On part d'un tissu de verre tissu de verre de 125 g/m2 composé de fils de verre de 1 1 tex (chaîne) et 34 tex (trame). Ce tissu est désensimé et désencollé thermiquement de façon dynamique au travers d'un caraméliseur à air chaud à 600°C pendant 2 min. Le taux de résidu obtenu est de 0,03% et la perméabilité à l'air du tissu désensimé et désencollé est mesurée à environ 14 l/m2/s (mesure selon la méthode décrite supra).
On mélange sous agitation (750 tr/min) dans 1 L d'eau à 25°C, 50 g de caroube pendant 30 min. Au fur et à mesure de l'incorporation, un gel non homogène se forme. Pour favoriser l'homogénéisation, il est préférable de poursuivre l'agitation jusqu'à 1200 tr/min pendant 20 minutes ou de monter la préparation à 50°C. La solution hydrocolloïde obtenue est alors appliquée selon le mode d'enduction type « racle sur cylindre » sur le tissu de verre désensimé et désencollé.
Le réglage de l'entrefer entre la racle et le tissu est tel que l'emport est de l'ordre de 10 g/m2.
Le tissu enduit est séché en étuve sèche 1 min à 120°C, pour obtenir une humidité résiduelle inférieure à 10% en poids.
L'enduction est circonscrite à la seule face d'enduction, comme l'indique les mesures faites par IRTF sur le tissu.
Sur le diagramme de la Figure 1 , le spectre du caroube pur relève 2 pics caractéristiques, l'un à 3559 cm"1 le second à 845 cm"1. L'analyse par IRTF de la face opposée du tissu enduit d'hydrogel ne révèle pas les pics caractéristiques, ce qui montre que l'enduction déposée n'est pas passée au travers du tissu.
La perméabilité à l'air du tissu enduit est alors mesurée à 2,58 x 10"5 l/m2/s (mesure selon la méthode décrite supra).
On enduit la seconde face du tissu de verre d'une dispersion aqueuse de PVA et de nutriments pour cellule eucaryote ou procaryote, d'extrait sec de 18%, par la méthode racle sur cylindre. L'emport est de 20 g/m2. Le PVA pourra se solubiliser en moins de 5 min lorsque la pièce sera déposée à la surface d'un milieu aqueux, face pourvue du polymère hydrosoluble au contact de ce milieu aqueux.
Exemple 3 :
On mélange sous agitation (750 tr/min) dans 1 L d'eau à 25°C, 15 g d'Agar Agar pendant 30 min. Au fur et à mesure de l'incorporation un gel non homogène se forme. Pour favoriser l'homogénéisation, il est préférable de monter la préparation à 70°C - 80°C.
La solution hydrocolloïde obtenue est refroidie et lorsque la température est inférieure à 40°C, elle est alors appliquée selon le mode d'enduction type « racle sur cylindre » sur un tissu de verre de 125 g/m2 composé de fils de verre de 1 1 tex et 34 tex préalablement nettoyé afin qu'il ait un niveau de pureté conforme à l'invention. Pour ce faire le tissu est désensimé et désencollé au préalable thermiquement de façon dynamique au travers d'un caraméliseur à air chaud à 600°C pendant 2 min. Le taux de résidu obtenu est de 0,03% et sa perméabilité à l'air est mesurée à 20 l/m2/s.
Le réglage de l'entrefer entre la racle et le tissu est tel que l'emport est de l'ordre de 10 g/m2 .
Le tissu enduit est séché en étuve sèche 1 min à 120°C, pour obtenir une humidité résiduelle inférieure à 10% en poids. Une analyse IRTF de la face opposée du revêtement d'hydrogel met en évidence qu'il n'y a pas eu transfert sur l'autre face lors de l'étape d'enduction où on ne constate pas la présence de ses pics caractéristiques à 3398 cm"1 , 2900 cm"1 et 1067 cm"1 (Figure 2). La perméabilité à l'air du tissu enduit est alors mesurée à 1 ,46 x 10-5 l/m2/s.
On enduit la seconde face du tissu de verre d'une dispersion aqueuse de PVA et de nutriments pour cellule eucaryote ou procaryote, d'extrait sec de 18%, par la méthode racle sur cylindre. L'emport est de 20 g/m2. Le PVA pourra se solubiliser en moins de 5 min lorsque la pièce sera déposée à la surface d'un milieu aqueux, face pourvue du polymère hydrosoluble au contact de ce milieu aqueux.
Exemple 4 :.
On utilise un tissu lourd composé de fils de verre 68 tex. On effectue un désensimage par lavage à l'eau à 80°C, puis thermique en dynamique à radians 595-610°C : on arrive à des taux de résidus de 0,025% en 30 sec.
Le tissu est ensuite revêtu d'une couche d'environ 15 g/m2 d'une dispersion aqueuse de gomme de Guar à 2% d'extrait sec par héliogravure à l'aide d'un cylindre gravé en creux, suivi d'un passage dans un tunnel de séchage pour évaporer l'eau. La couche ainsi déposée est circonscrite à cette seule face comme le démontre des analyses par IRTF de la face opposée où aucun des pics caractéristiques du Guar n'est identifié (2928 cm"1 et 809 cm"1 , Figure 3). La perméabilité du tissu est alors de 0.94 l/m2/s.
On enduit la seconde face du tissu de verre d'une dispersion aqueuse de PVA et de nutriments pour cellule eucaryote ou procaryote, d'extrait sec de 18%, par la méthode racle sur cylindre. L'emport est de 20 g/m2. Le PVA pourra se solubiliser en moins de 5 min lorsque la pièce sera déposée à la surface d'un milieu aqueux, face pourvue du polymère hydrosoluble au contact de ce milieu aqueux.
Exemple 5 :
On mélange sous agitation (750 tr/min) dans 1 L d'eau à 25°C, 50 g de caroube. Au fur et à mesure de l'incorporation un gel non homogène se forme. Pour favoriser l'homogénéisation, il est préférable de poursuivre l'agitation jusqu'à 1200 tr/min pendant 20 minutes..
La solution hydrocolloïde obtenue de viscosité Brookfields de l'ordre de 25 000 cP à
12 tr/min est alors appliquée selon le mode d'enduction type « racle sur cylindre » sur un tissu de verre de 125 g/m2 composé de fils de verre de 1 1 tex et 34 tex préalablement nettoyé afin qu'il ait un niveau de pureté conforme à l'invention. Pour ce faire le tissu est désensimé et désencollé au préalable thermiquement de façon dynamique au travers d'un four à radians à 620°C pendant 2 min. Le taux de résidu obtenu est de 0,035% et sa perméabilité à l'air est mesurée à 14 l/m2/s. Le réglage de l'entrefer entre la racle et le tissu est tel que l'emport est de l'ordre de 10 g/m2.
L'analyse par IRTF effectuée sur la face opposée du revêtement d'hydrogel met en évidence qu'il n'y a pas eu transfert sur l'autre face lors de l'étape d'enduction. L'absence des pics à 3559 cm-1 et 845 cm-1 caractéristiques de cet hydrogel l'atteste.
La perméabilité à l'air du tissu enduit est alors mesurée à 2.58 x 10~5 l/m2/s.
On enduit la seconde face du tissu de verre d'une dispersion aqueuse de PVA et de nutriments pour cellule eucaryote ou procaryote, d'extrait sec de 18%, par la méthode racle sur cylindre. L'emport est de 20 g/m2. Le PVA pourra se solubiliser en moins de 5 min lorsque la pièce sera déposée à la surface d'un milieu aqueux, face pourvue du polymère hydrosoluble au contact de ce milieu aqueux.

Claims

Revendications
1 . Pièce de tissu de verre formée de l'assemblage par tissage de fils de chaîne et de fils de trame en fils de verre, dont l'une des faces du tissu de verre est revêtue d'un film d'hydrogel, adaptée à la culture de tissu ou de cellules, notamment de cellules eucaryotes ou de cellules procaryotes.
2. Pièce de tissu selon la revendication 1 , caractérisée en ce que le tissu de verre qui la compose a un taux résiduel d'ensimage + encollage inférieur ou égal à 0,05 % en poids par rapport au poids total du tissu, de préférence inférieur ou égal à 0,04, 0,03, 0,02 ou 0,01 % en poids par rapport au poids du tissu.
3. Pièce de tissu selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le tissu sans hydrogel a une perméabilité à l'air comprise entre environ 12 l/m2/s et environ 30 l/m2/s, de préférence entre environ 10 l/m2/s et environ 20 l/m2/s, comme mesuré par la pénétration d'air sous 200 Pa au travers d'une cellule de surface de 20 cm2.
4. Pièce selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'hydrogel est circonscrit sur ladite face de la pièce.
5. Pièce selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que l'hydrogel est un hydrogel à base d'amidon, de gomme arabique, d'agar-agar, d'agarose, de gomme de guar, de caroube, de carrhaghénane, d'alginate, d'albumine, de caséine, de collagène, de gluten, de cellulose bactérienne, de gellane, de méthylcellulose, de hyaluronane, d'acide hyaluronique, de pectine, de chitosan, de carboxyméthylcellulose ou de PAAM.
6. Pièce selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que l'autre face du tissu de verre est revêtue d'une couche d'un polymère hydrosoluble.
7. Pièce selon la revendication 6, caractérisée en ce que le polymère hydrosoluble est choisi parmi les poly(acrylamide), les poly(N-vinyl pyrrolidone), les polyéthylènes Glycol, les alcools polyvinyliques, les poly(acide acrylique) + acide méthacrylique, les poly(oxyde d'éthylène), les poly(vinyl aminé).
8. Pièce selon la revendication 7, caractérisée en ce que le polymère hydrosoluble contient au moins un élément nutritif hydrosoluble pour cellule eucaryote ou procaryote, cet élément pouvant être sous forme dissoute, colloïdale ou solide.
9. Pièce selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la surface massique du tissu de verre est comprise entre environ 100 et environ 150 g/m2, de préférence entre environ 120 et 135 g/m2, mieux entre 125 et 130 g/m2.
10. Pièce selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les fils de chaîne et de trame sont des fils de verre multifilaments.
1 1 . Pièce selon la revendication 10, caractérisée en ce que les fils de chaîne ont un titre compris entre 5,5 et 68 tex, notamment entre 5,5 tex et 34 tex, de préférence entre 10 et 22 tex, et/ou sont formés de filaments de diamètre compris entre environ 5 et environ 9 μηι, de préférence entre environ 5 et environ 6 μηι, et/ou les fils de trame ont un titre compris entre 5,5 et 68 tex, notamment entre 22 et 68 tex, de préférence entre 22 et 34 tex, et/ou sont formés de filaments de diamètre compris entre environ 5 et environ 9 μηι, de préférence entre environ 6 et environ 9 μηι.
12. Pièce selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les bords de la pièce sont formés des fils de chaîne et de trame soudés entre eux sur tout le pourtour de la pièce.
13. Pièce de tissu formée de l'assemblage par tissage de fils de chaîne et de fils de trame en fils de verre, le tissu de verre qui la compose étant revêtu d'un film d'hydrogel, caractérisée en ce que l'hydrogel supporte une culture de tissu ou de cellules, notamment de cellules eucaryotes ou de cellules procaryotes.
14. Utilisation d'une pièce de tissu formée de l'assemblage par tissage de fils de chaîne et de fils de trame en fils de verre, le tissu de verre qui la compose étant revêtu d'un film d'hydrogel, comme support de culture de tissu ou de cellules, notamment de cellules eucaryotes ou de cellules procaryotes, placés sur la face revêtue d'hydrogel.
15. Kit de culture de tissu ou de cellules, comportant au moins une pièce de tissu formée de l'assemblage par tissage de fils de chaîne et de fils de trame en fils de verre, le tissu de verre qui la compose étant revêtu d'un film d'hydrogel, avantageusement enfermée dans un sachet ou sous blister garantissant la stérilité de la pièce placée à l'intérieur, et un boîtier comportant un fond à rebord conçu pour pouvoir loger une telle pièce de tissu, et de préférence un couvercle, ce boîtier étant avantageusement enfermé dans un sachet ou sous blister garantissant la stérilité du boîtier.
16. Procédé de culture cellulaire, comprenant le fait de disposer d'une pièce de tissu formée de l'assemblage par tissage de fils de chaîne et de fils de trame en fils de verre, le tissu de verre qui la compose étant revêtu d'un film d'hydrogel, de placer un tissu biologique ou un matériau biologique vivant sur la face de cette pièce enduite d'hydrogel, de fournir audit tissu ou matériel biologique des éléments nutritifs et de cultiver le tissu ou le matériel biologique.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3411972A (en) * 1966-06-30 1968-11-19 Monsanto Res Corp Method for molding gelatin products
WO2004049904A2 (fr) * 2002-12-03 2004-06-17 Gentis, Inc. Supports bioactifs, resorbables pour l'elaboration de tissus
WO2009071812A1 (fr) * 2007-11-21 2009-06-11 Porcher Industries Tissu de fils et son procede de fabrication

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3411972A (en) * 1966-06-30 1968-11-19 Monsanto Res Corp Method for molding gelatin products
WO2004049904A2 (fr) * 2002-12-03 2004-06-17 Gentis, Inc. Supports bioactifs, resorbables pour l'elaboration de tissus
WO2009071812A1 (fr) * 2007-11-21 2009-06-11 Porcher Industries Tissu de fils et son procede de fabrication

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
A. C. JEN ET AL., REVIEW : HYDROGELS FOR CELL IMMOBILIZATION. BIOTECHNOLOGY AND BIOENGINEERING, vol. 50, no. 4, 1996, pages 357 - 64
ALEXANDRA CRETU ET AL: "Studying the Effects of Matrix Stiffness on Cellular Function using Acrylamide-based Hydrogels", JOURNAL OF VISUALIZED EXPERIMENTS, no. 42, 10 August 2010 (2010-08-10), XP055328466, DOI: 10.3791/2089 *
DANIEL R. KING ET AL: "Extremely tough composites from fabric reinforced polyampholyte hydrogels", MATER. HORIZ., vol. 2, no. 6, 10 August 2015 (2015-08-10), pages 584 - 591, XP055328458, ISSN: 2051-6347, DOI: 10.1039/C5MH00127G *
RISBUD M V ET AL: "HYDROGEL-COATED TEXTILE SCAFFOLDS AS THREE-DIMENSIONAL GROWTH SUPPORT FOR HUMAN UMBILICAL VEIN ENDOTHELIAL CELLS (HUVECS): POSSIBILITIES AS COCULTURE SYSTEM IN LIVER TISSUE ENGINEERING", CELL TRANSPLANTA, COGNIZANT COMMUNICATION CORPORATION, US, vol. 11, no. 4, 1 January 2002 (2002-01-01), pages 369 - 377, XP008021372, ISSN: 0963-6897 *
STEVEN R CALIARI ET AL: "A practical guide to hydrogels for cell culture", NATURE METHODS, vol. 13, no. 5, 31 May 2016 (2016-05-31), pages 405 - 414, XP055392866, ISSN: 1548-7091, DOI: 10.1038/nmeth.3839 *

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