WO2023198922A1 - Procede de preparation d'un hydrogel comprenant un polysaccharide silyle reticule - Google Patents

Procede de preparation d'un hydrogel comprenant un polysaccharide silyle reticule Download PDF

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WO2023198922A1
WO2023198922A1 PCT/EP2023/059837 EP2023059837W WO2023198922A1 WO 2023198922 A1 WO2023198922 A1 WO 2023198922A1 EP 2023059837 W EP2023059837 W EP 2023059837W WO 2023198922 A1 WO2023198922 A1 WO 2023198922A1
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polysaccharide
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hydrogel
temperature
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PCT/EP2023/059837
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Jimmy FAIVRE
François BOURDON
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Teoxane SA
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Definitions

  • TITLE PROCESS FOR PREPARING A HYDROGEL COMPRISING A CROSS-LINKED SILYL POLYSACCHARIDE
  • the present invention relates to a process for preparing a hydrogel comprising a cross-linked polysaccharide, in particular, to a process for preparing an injectable hydrogel comprising cross-linked hyaluronic acid.
  • the present invention also relates to a hydrogel, preferably injectable, obtainable by the process, a composition comprising the hydrogel, and the uses of this hydrogel.
  • Polysaccharide hydrogels are used in various fields such as aesthetics, cosmetics and therapeutics. They can in particular replace biological tissues.
  • hyaluronic acid (HA) gels find applications in ophthalmology, periodontology, rheumatology and even cosmetic surgery.
  • Hyaluronic acid hydrogels are used in particular to fill soft tissues, preferably the skin, presenting volumetric defects such as wrinkles, scars or to increase the volume of soft tissues.
  • hyaluronic acid is generally cross-linked with one or more cross-linking agent(s).
  • Conventional crosslinking agents have at least two reactive functions with functional groups present on the polysaccharide which allow them to link polysaccharide molecules together and therefore to crosslink them.
  • these crosslinking agents present a certain toxicity in vivo because their at least two reactive functions with functional groups present on the polysaccharide are also reactive with groups present on biopolymers and can allow them to also react with biopolymers such as peptides, carbohydrates and DNA and therefore cross-link them.
  • crosslinked polysaccharide gels such as crosslinked hyaluronic acid
  • Sol-gel condensation reactions are known to be favored at pH close to neutrality and/or in a dehydrated medium, particularly obtained by drying (Lee et al., One-pot synthesis of silane-modified hyaluronic acid hydrogels for effective antibacterial drug delivery via sol-gel stabilization, Colloids and surfaces B: Biotinterfaces, 2019, 174:308-315).
  • these conditions have several disadvantages. Indeed, at a pH close to neutrality, at room temperature, without drying, the probability of encounter between two silanol groups remains low and an insufficient number of Si-O-Si bonds are formed.
  • heat-sensitive polymer chains such as hyaluronic acid
  • degrade and generate low molecular weight polymer fragments whose biocompatibility is uncertain
  • the polymer concentration in the reaction medium is difficult to control
  • temperature gradients are created in the reaction medium which is then inhomogeneous
  • generation of bubbles is possible
  • drying of the final gel is possible.
  • the present invention relates to a process for preparing a hydrogel, preferably injectable, comprising the following steps: a) providing at least one polysaccharide; b) supply of at least one molecule of formula Chem. I: or a salt thereof, in which:
  • T represents an isocyanate, amino, epoxide, carboxyl, N-succinimidyloxycarbonyl, N-sulfosuccinimidyloxycarbonyl, halocarbonyl, isothiocyanate, vinyl, formyl, hydroxyl, sulfhydryl, hydrazino, acylhydrazino, aminoxy, carbodiimide, or an acid anhydride residue;
  • A represents a chemical bond or a spacer group;
  • R 5 and R 6 represent a hydrogen atom; a halogen atom; an -OR 4 group with R 4 representing a hydrogen atom, an aryl group or an aliphatic hydrocarbon group comprising from 1 to 6 carbon atoms; an aryl; or an aliphatic hydrocarbon group comprising from 1 to 6 carbon atoms optionally substituted by one or more group(s) chosen from a halogen atom, an aryl and a hydroxyl;
  • R 10 represents a hydrogen atom, an aryl group or an aliphatic hydrocarbon group containing 1 to 6 carbon atoms; c) functionalization of the polysaccharide with at least one molecule of formula Chem.
  • step d) crosslinking by sol-gel reaction of the functionalized polysaccharide to give a hydrogel; in which step d) comprises crosslinking by sol-gel reaction carried out in a reaction medium at a pH greater than or equal to 9 and less than 14, at a pressure P less than or equal to atmospheric pressure and at a temperature T greater at the temperature of the eutectic point of the reaction medium as measured at pressure P and lower than the freezing point temperature of the reaction medium as measured at pressure P, for a period t ranging from 2 weeks to 17 weeks, or in which step d) comprises crosslinking by sol-gel reaction carried out in a reaction medium at a pH greater than or equal to 6.8 and less than or equal to 7.8, at a pressure P less than or equal to atmospheric pressure and at a temperature T higher than the temperature of the eutectic point of the reaction medium as measured at pressure P and lower than the temperature of the freezing point of the reaction medium as measured at pressure P, for a duration t of between 1 hour and 48 hours.
  • the present invention also relates to a hydrogel capable of being obtained by a process as described above and below, as well as to a cosmetic or pharmaceutical composition comprising such a hydrogel.
  • the present invention relates to such a hydrogel or such a composition for its use in filling and/or replacing tissues; to prevent and/or treat the alteration of the viscoelastic or biomechanical properties of the skin; to fill volume defects in the skin, in particular to fill wrinkles, fine lines and scars; to reduce nasolabial folds and bitter folds; to increase the volume of the cheekbones, chin or lips; to restore the volume of the face, in particular the cheeks, temples, the oval of the face, and around the eyes; to reduce the appearance of fine lines and wrinkles; or to regenerate, hydrate, firm or restore the radiance of the skin, in particular by mesotherapy.
  • the invention also relates to the use of such a hydrogel or such a composition, the composition comprising at least one cosmetic active ingredient, for the modified, delayed or prolonged release of cosmetic active ingredients.
  • gel refers to a network of polymers which is expanded throughout its volume by a fluid. This means that a gel is made up of two media, one “solid” and the other “liquid”, dispersed in each other.
  • the so-called “solid” medium is made up of long polymer molecules connected together by weak bonds (for example hydrogen bonds) or by covalent bonds (cross-linking).
  • the liquid medium consists of a solvent.
  • a gel generally corresponds to a product which has a phase angle 5 less than or equal to 45° at 1 Hz for a deformation of 0.1% or a pressure of 1 Pa, advantageously a phase angle 5 ranging from 2° to 45 ° or ranging from 20° to 45°.
  • hydrogel designates a gel as defined above in which the solvent constituting the liquid medium is mainly water (for example at least 90%, in particular at least 95%, in particular at least 99% by weight liquid medium).
  • the liquid medium comprises, in particular consists of, a buffer solution, advantageously allowing a pH of the liquid medium of between 6.8 and 7.8, in particular a saline phosphate buffer.
  • injectable gel designates a gel which can flow and be injected manually using a syringe fitted with a needle with a diameter ranging from 0.1 to 0.5mm, for example a hypodermic needle of 30 G, 27 G, 26 G, 25 G.
  • an “injectable gel” is a gel having an average extrusion force less than or equal to 25N, preferably ranging from 5 to 25 N, more preferably ranging from 8 to 15 N, when measured with a dynamometer, at a fixed speed of approximately 12.5mm/min, in syringes with an external diameter greater than or equal to 6.3mm, with a needle with an external diameter less than or equal to 0 .4mm (27G) and 1” length, at room temperature.
  • the “stringy” nature of a product designates its ability to be stretched between two surfaces to which it has adhered.
  • the stringy character can be determined using a texturometer, a sensory analysis carried out by a panel, or even rheological and mechanical measurements including in particular the measurement of the phase angle (5) or traction tests. In particular, this character can be measured as described by P. Micheels et al. (Micheels et al., Comparison of two swiss-designed hyaluronic acid gels: six-month clinical follow-up, Journal of Drug in Dermatology, 2017, 16:154-161, “Resistance to stretching”) or by carrying out a test of Tack and measure the length of the gel wires in tension.
  • polysaccharide designates a polymer composed of monosaccharides (preferably D enantiomers) joined together by glycosidic bonds.
  • monosaccharide also called “ose”, designates an unmodified or modified monosaccharide.
  • An “unmodified monosaccharide” designates a compound of formula H-(CHOH) that 2 ⁇ x+y ⁇ 5, the monosaccharide being able to be found in a linear form represented by the above-mentioned formula or being able to be found in a cyclized form by reaction of the CO function (aldehyde or ketone) with one of the OH groups for form a hemiacetal or hemiketal group.
  • the monosaccharide is in cyclized form.
  • Monosaccharides are classified by number of carbons.
  • a monosaccharide further comprises x+y asymmetric carbons and therefore 2 (x+y-1) pairs of enantiomers.
  • Each pair of enantiomers is designated by a different name and enantiomers of the same pair are referred to as D and L enantiomers, respectively.
  • a “modified monosaccharide” designates an unmodified monosaccharide as defined above including, for example:
  • an OR group with R representing a (Ci-Ci-C6)alkyl group such as methyl or ethyl; hydroxy-(Ci-C6)alkyl such as hydroxyethyl (-CH2CH2OH) or hydroxypropyl (-CH2- CH(OH)-CH3); carboxy-(Ci-Ce)alkyl such as carboxymethyl (-CH2COOH); or CO-(Ci-Ce)alkyl such as acetyl; and or
  • R an NR’R” group with R’ and R” representing, independently of each other, H, (C1-Ce)alkyl or CO-(Ci-Ce)alkyl such as acetyl; and or
  • repeating unit of a polysaccharide refers to a structural unit consisting of one or more (usually 1 or 2) monosaccharides, the repetition of which produces the complete polysaccharide chain.
  • monosaccharides may be in a modified form.
  • Monosaccharides, when modified, can be in different modified forms.
  • physiologically acceptable means that which is generally safe, non-toxic and neither biologically nor otherwise undesirable and which is acceptable for human or veterinary cosmetic (i.e. non-therapeutic) or therapeutic use, including for use by injection into the human or animal body or for topical application to the skin.
  • salts useful in the context of the present invention are preferably physiologically acceptable salts.
  • physiologically acceptable salts designate in particular:
  • pharmaceutically acceptable acid addition salts formed with pharmaceutically acceptable inorganic acids such as hydrochloric acid, hydrobromic acid, sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid and the like; or formed with pharmaceutically acceptable organic acids such as formic acid, acetic acid, benzene sulfonic acid, benzoic acid, camphorsulfonic acid, citric acid, ethane-sulfonic acid, acid fumaric acid, glucoheptonic acid, gluconic acid, glutamic acid, glycolic acid, hydroxynaphthoic acid, 2-hydroxyethanesulfonic acid, lactic acid, maleic acid, malic acid, l mandelic acid, methanesulfonic acid, muconic acid, 2-naphthalenesulfonic acid, propionic acid, salicylic acid, succinic acid, dibenzoyl-L-tartaric acid, tartaric acid, p-toluenesulfonic acid, trimethylacetic acid,
  • a metal ion for example an alkali metal ion (e.g. Na, K), an alkaline metal ion earthy (e.g., Ca, Mg), a zinc ion, a silver ion or an aluminum ion; is coordinated with a pharmaceutically acceptable organic base such as diethanolamine, ethanolamine, N-methylglucamine, triethanolamine, tromethamine and the like; or with a pharmaceutically acceptable inorganic base such as aluminum hydroxide, calcium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium hydroxide and the like.
  • a metal ion for example an alkali metal ion (e.g. Na, K), an alkaline metal ion earthy (e.g., Ca, Mg), a zinc ion, a silver ion or an aluminum ion
  • a pharmaceutically acceptable organic base such as diethanolamine, ethanolamine, N-methylglucamine, triethanolamine, tromethamine and the like
  • the “modification degree” (MOD) of a polysaccharide corresponds to the molar amount of modifying agent, such as the amount of cross-linking agent and/or functionalizing agent bound to the polysaccharide , by one or more of its ends, expressed per 100 moles of repeating units of the polysaccharide. It can be determined by methods known to those skilled in the art such as Nuclear Magnetic Resonance spectroscopy (NMR).
  • NMR Nuclear Magnetic Resonance spectroscopy
  • the “degree of functionalization” corresponds to the molar quantity of functionalization agent linked to the polysaccharide, by one end, expressed per 100 moles of repeating units of the polysaccharide. It can be determined by methods known to those skilled in the art such as Nuclear Magnetic Resonance spectroscopy (NMR).
  • NMR Nuclear Magnetic Resonance spectroscopy
  • the “molar crosslinking rate” (TR), expressed in%, designates the molar ratio of the quantity of crosslinking agent relative to the quantity of repeating unit of the polysaccharide introduced into the crosslinking reaction medium expressed per 100 moles of repeating units of the polysaccharide in the crosslinking medium.
  • the “molar functionalization rate”, expressed in%, designates the molar ratio of the quantity of functionalization agent relative to the quantity of repeating unit of the polysaccharide used in the crosslinking reaction medium expressed per 100 moles of units. repetition of the polysaccharide in the functionalization medium.
  • molar modification rate designates the molar ratio of the quantity of modifying agent (eg, crosslinking agent and/or molecule of formula Chem. I as functionalizing agent) relative to the quantity of unit repetition of the polysaccharide used in the modification medium.
  • modifying agent eg, crosslinking agent and/or molecule of formula Chem. I as functionalizing agent
  • therapeutic active ingredient means a substance for curing, relieving symptoms and/or preventing a disease; a substance having curative or preventive properties with regard to human or animal diseases, as well as any substance which can be used in humans or animals or which can be administered to them, with a view to establishing a medical diagnosis or restore, correct or modify their physiological functions by exerting a pharmacological, immunological or metabolic action.
  • cosmetic active ingredient designates any non-therapeutic substance, in particular intended to be brought into contact with various superficial parts of the human body, such as the epidermis, the hair and capillary systems, the nails, the lips, the chest and the teeth, with a view, exclusively or mainly, to cleaning them, protecting them, perfuming them, maintaining them in good condition, modifying their appearance or odor.
  • aqueous reaction medium designates a reaction medium whose solvent is predominantly water (for example at least 90%, in particular at least 95%, in particular at least 99% by weight of the total solvent) or even is water. water.
  • spacer group designates a fragment comprising at least one atom aimed at linking two chemical groups together within the same molecule.
  • the spacer group contains at least one carbon atom.
  • halogen designates an atom of fluorine, chlorine, bromine or iodine.
  • An “epoxide” group is an ethylene oxide residue linked to the rest of the molecule by one of its carbon atoms.
  • N-succinimidyloxycarbonyl is a group of formula Chem. GR1 below: -sulfosuccinimidyloxycarbonyl” is a group of formula Chem.
  • a “halogenocarbonyl” group is a group of formula -CO-Hal with Hal representing a halogen, such as Cl or Br.
  • an “acid anhydride residue” is a group comprising a -C(O)-OC(O)- motif, and more particularly a monovalent cyclic group comprising the -C(O)-O- C(O) motif.
  • - such as a saturated monovalent hydrocarbon monocyclic group comprising 5 to 10, in particular 5 or 6, carbon atoms of which three successive carbon atoms are replaced by C(O)-OC(O) and optionally one or more of which, in particular one, additional carbon atoms, preferably not consecutive to the three carbon atoms substituted by CO-O-CO, are each replaced by a heteroatom such as N, O or S, in particular N.
  • the acid anhydride residue can respond in particular to the Chem formula.
  • the acid anhydride residue can also be chosen from a maleic anhydride residue or a succinic anhydride residue.
  • aliphatic hydrocarbon chain or "aliphatic hydrocarbon group” designates a linear, branched and/or cyclic hydrocarbon group, saturated or unsaturated but non-aromatic, advantageously comprising from 1 to 50, in particular from 1 to 20, for example from 1 to 12 or 1 to 6 carbon atoms. These will in particular be alkyl groups.
  • branched aliphatic hydrocarbon chain specifically designates a main aliphatic hydrocarbon chain comprising at least one secondary aliphatic hydrocarbon chain.
  • star aliphatic hydrocarbon chain designates a branched aliphatic hydrocarbon chain comprising several secondary aliphatic hydrocarbon chains all starting from a single branching point.
  • C1 -Cx alkyl or “(Cl-Cx)alkyl” or even “alkyl comprising from 1 to x carbon atoms” designates a saturated monovalent hydrocarbon group, linear or branched, comprising from 1 to carbon, with x an integer, like for example a methyl, ethyl, isopropyl, tert-butyl, n-pentyl, cyclopropyl, cyclohexyl, etc. group.
  • (Cl-Cx)alkylene designates a saturated divalent hydrocarbon group, linear or branched, comprising from 1 to x carbon atoms, with x an integer, such as for example a methane-1,1-diyl group, ethane-1,1-diyl, ethane-1,2-diyl, propane-1,3-diyl, butane-1,4-diyl, butane-1,3-diyl, butane-1,2-diyl, pentane- 1,5-diyl, hexane-1,6-diyl, hexane-1,5-diyl, heptane-1,7-diyl, octane-1,8-diyl, nonane-1,9-diyl, decane-1, 10-diyl, etc. This includes a methane-1,1-diyl or propane-1,3-di
  • hydroxy-(C1-Cx)alkyl designates a (Cl-Cx)alkyl group as defined above substituted by a hydroxyl group (OH) such as for example a hydroxyethyl (-CH2CH2OH) or a hydroxypropyl (for example e.g. -CH2-CH(OH)-CH3).
  • OH hydroxyl group
  • -CH2CH2OH hydroxyethyl
  • hydroxypropyl for example e.g. -CH2-CH(OH)-CH3
  • carboxy-(C1-Cx)alkyl designates a (Cl-Cx)alkyl group as defined above substituted by a carboxyl group (COOH) such as for example a carboxymethyl (-CH2COOH).
  • aryl designates a monovalent aromatic hydrocarbon group, preferably comprising from 6 to 10 carbon atoms, comprising one or more cycles, such as for example a phenyl or naphthyl group.
  • arylene designates a divalent aromatic hydrocarbon group, preferably comprising from 6 to 10 carbon atoms, comprising one or more cycles, such as a phenylene group.
  • aryl-(C1-Cx)alkyl designates an aryl group as defined above, linked to the rest of the molecule via a (Cl-Cx)alkyl chain as defined above. with x an integer, such as for example the benzyl or phenylethyl group.
  • polyvalent group designates a group capable of forming several covalent bonds with other groups of the same compound or of two different compounds.
  • the bonds to the other groups can be formed from the same atom of the polyvalent group or from different atoms of the polyvalent group, and preferably from different atoms of the polyvalent group.
  • the polyvalent group is a divalent group and can therefore form two covalent bonds with two other groups of the same compound or of two different compounds.
  • the number of covalent bonds that can be formed refers to the “valency” of the polyvalent group.
  • steps b) and c) are partly concomitant.
  • the two steps are carried out in part, at the same time, under the same reaction conditions, but at least one of the two steps is initiated or completed under reaction conditions different from the common reaction conditions.
  • the inventors propose functionalizing the polysaccharide using a molecule (here designated functionalization agent or molecule of formula Chem. I) comprising a single function capable of reacting with a functional group of the polysaccharide and a silylated group capable of reacting with another silylated group via a sol-gel reaction so as to allow the crosslinking of the polysaccharide and form a hydrogel.
  • the crosslinking by sol-gel reaction is, at least partially, carried out at a pressure P less than or equal to atmospheric pressure and at a temperature T greater than the temperature of the eutectic point of the reaction medium as measured at pressure P and less than the freezing point temperature of the reaction medium as measured at the pressure P.
  • the duration t of the crosslinking by sol-gel reaction at the temperature T and pressure P is a function of the pH of the reaction medium.
  • the “sol-gel reaction” consists of forming Si-O-Si bonds from Si-OR groups with R representing a hydrogen atom, an aryl group or an aliphatic hydrocarbon group containing 1 to 6 carbon atoms. This reaction takes place as follows:
  • the polysaccharide is functionalized using a molecule of formula Chem. I so as to become a carrier of Si-OR groups which will be able to react together and lead to a crosslinked polysaccharide.
  • the molecule of formula Chem. I comprising a single reactive function with respect to the polysaccharide and allowing crosslinking only via a sol-gel reaction, it does not present the toxicity of conventional crosslinking agents: the molecule of formula Chem. It cannot directly cross-link biological molecules (proteins, DNA, etc.).
  • the proposed process makes it possible to prepare hydrogels based on crosslinked polysaccharide: - with superior viscoelastic properties compared to an identical composition but prepared at room temperature;
  • the gels according to the invention are stringy, cohesive
  • the functionalization and the sol-gel reaction can be simultaneous;
  • the subject of the present invention is therefore a process for preparing a hydrogel, preferably injectable, comprising the following steps: a) supply of at least one polysaccharide; b) supply of at least one molecule of formula Chem. I:
  • T represents an isocyanate, amino, epoxide, carboxyl, N-succinimidyloxycarbonyl, N-sulfosuccinimidyloxycarbonyl, halocarbonyl, isothiocyanate, vinyl, formyl, hydroxyl, sulfhydryl, hydrazino, acylhydrazino, aminoxy, carbodiimide, or an acid anhydride residue;
  • A represents a chemical bond or a spacer group
  • R 5 and R 6 represent a hydrogen atom; a halogen atom; an -OR 4 group with R 4 representing a hydrogen atom, an aryl group or an aliphatic hydrocarbon group comprising from 1 to 6 carbon atoms; an aryl; or an aliphatic hydrocarbon group comprising from 1 to 6 carbon atoms optionally substituted by one or more group(s) chosen from a halogen atom, an aryl and a hydroxyl;
  • R 10 represents a hydrogen atom, an aryl group or an aliphatic hydrocarbon group containing 1 to 6 carbon atoms; c) functionalization of the polysaccharide with at least one molecule of formula Chem.
  • step d) crosslinking by sol-gel reaction of the functionalized polysaccharide to give a hydrogel; in which step d) comprises crosslinking by sol-gel reaction carried out in a reaction medium at a pH greater than or equal to 9 and less than 14, at a pressure P less than or equal to atmospheric pressure and at a temperature T greater at the temperature of the eutectic point of the reaction medium as measured at pressure P and lower than the freezing point temperature of the reaction medium as measured at pressure P, for a period t ranging from 2 weeks to 17 weeks, or in which step d) comprises crosslinking by sol-gel reaction carried out in a reaction medium at a pH greater than or equal to 6.8 and less than or equal to 7.8, at a pressure P less than or equal to atmospheric pressure and at a temperature T higher than the temperature of the eutectic point of the reaction medium as measured at pressure P and lower than the temperature of the freezing point of the reaction medium as measured at pressure P, for a duration t of between 1 hour and 48 hours.
  • the polysaccharide(s) may be in salt form.
  • the present invention also relates to a hydrogel capable of being obtained by the process according to the invention.
  • the present invention also relates to a composition comprising a hydrogel according to the invention, as well as the therapeutic, cosmetic or aesthetic applications of the hydrogels or compositions according to the invention.
  • Step a) of the process according to the invention consists of providing at least one polysaccharide.
  • the polysaccharide may be in salt form.
  • the polysaccharide can be any polymer composed of monosaccharides joined together by glycosidic bonds.
  • the polysaccharide is chosen from pectin and pectic substances; chitosan; chitin; cellulose and its derivatives; agarose; glycosaminoglycans such as hyaluronic acid, heparosan, dermatan sulfate, keratan sulfate, chondroitin and chondroitin sulfate; and their mixtures.
  • Pectic substances are polysaccharides composed of a D-galacturonic acid skeleton in acid form possibly esterified with methanol, and L-rhamnose capable of forming branches with other oses.
  • Chitosan or “chitosan”, and “chitin” are each a polysaccharide composed of D-glucosamine repeat units linked together in B-(1,4), part of which is N-acetylated. Chitosan more particularly has a degree of acetylation less than 50% while chitin more particularly has a degree of acetylation greater than 50%.
  • Cellulose is a polysaccharide composed of a linear chain of D-glucose molecules.
  • Cellulose derivatives include methylcellulose, ethylcellulose, ethylmethylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose (HPMC), hydroxyethylcellulose (HEC), hydroxypropylcellulose (HPC), and carboxymethylcellulose (CMC).
  • “Agarose” is a polysaccharide comprising as a repeating unit a disaccharide of D-galactose and 3,6-anhydro-L-galactopyranose.
  • “Glycosaminoglycans” are linear polysaccharides composed of repeating units of disaccharides, said disaccharides containing a hexosamine (glucosamine (GIcN) or galactosamine (GaIN)) and another ose (glucuronic acid (GIcA), iduronic acid (IdoA) or galactose (Gai)). Hexosamine and the other ose can possibly be sulfated and/or acetylated.
  • the glycosaminoglycan may in particular be hyaluronic acid, heparosan, dermatan sulfate, keratan sulfate, chondroitin or chondroitin sulfate.
  • Hyaluronic acid is a glycosaminoglycan whose repeating unit is a disaccharide composed of D-glucuronic acid and N-acetyl-D-glucosamine, linked together by alternating glycosidic bonds
  • hyaluronic acid is in the form of a salt, we also speak of “hyaluronate” or “hyaluronan”.
  • the hyaluronic acid may have a weight average molecular mass ranging from 0.05 to 10 MDa, preferably ranging from 0.5 to 5 MDa, even more preferably greater than 0.05 MDa, for example ranging from 0.07 to 10 MDa or from 0.07 to 5 MDa, or from 0.5 to 5 MDa or from 1 to 5 MDa or from 2 to 4 MDa.
  • the hyaluronic acid may be in salt form, in particular in the form of a physiologically acceptable salt such as sodium salt, potassium salt, zinc salt, calcium salt, magnesium salt, salt of silver, calcium salt and mixtures thereof. More particularly, hyaluronic acid is in acid form or in sodium salt form (NaHA).
  • Heparosan or “heparosan” is a glycosaminoglycan whose repeating unit is a disaccharide composed of glucuronic acid (GIcA) linked by an a-(1,4) bond to an N-acetyl glucosamine (GIcNAc). Each disaccharide repeat unit is connected to the next by a
  • GIcA glucuronic acid
  • GIcNAc N-acetyl glucosamine
  • Chodroitin sulfate or “chondroitin sulfate” is a glycosaminoglycan whose repeating unit is a disaccharide composed of glucuronic acid linked in p-(1,3) to sulfated N-acetyl galactosamine, i.e. say that it includes at least one sulfate substituent. Each disaccharide repeat unit is connected to the next by a P-(1,4) bond.
  • “Dermatan sulfate” or “dermatan sulfate” is a glycosaminoglycan whose repeating unit is a sulfated disaccharide, that is to say comprising at least one sulfate, L-iduronic acid and N-acetyl substituent. -galactosamine- linked by a(1-3) bonds.
  • the disaccharide is sulfated at the C-4 position of N-acetyl-galactosamine, at the C-6 position of N-acetyl-galactosamine, at the C-2 position of L-iduronic acid, or at a combination of these positions.
  • Each disaccharide repeat unit is connected to the next by a
  • Keatan sulfate or “keratane sulfate” is a glycosaminoglycan whose repeating unit is a sulfated disaccharide, that is to say comprising at least one sulfate substituent, composed of linked D-galactose and N-acetylglucosamine by alternating P(1 -4) and P(1 -3) bonds.
  • the polysaccharide may be in the form of a salt, in particular in the form of a physiologically acceptable salt such as sodium salt, potassium salt, zinc salt, calcium salt, magnesium salt, silver salt and mixtures thereof, more particularly in the form of sodium or potassium salt.
  • a physiologically acceptable salt such as sodium salt, potassium salt, zinc salt, calcium salt, magnesium salt, silver salt and mixtures thereof, more particularly in the form of sodium or potassium salt.
  • the polysaccharide is a glycosaminoglycan or a salt thereof, preferably hyaluronic acid or a salt thereof, more preferably hyaluronic acid or one of its physiologically acceptable salts such as the sodium salt, the salt thereof potassium, zinc salt, silver salt and mixtures thereof, even more preferably hyaluronic acid or its sodium salt.
  • the polysaccharide generally has a weight average molecular mass ranging from 0.03 to 10MDa.
  • the polysaccharide is hyaluronic acid, it has a weight average molecular mass (Mw) ranging from 0.05 to 10 MDa, preferably ranging from 0.5 to 5 MDa, even more preferably greater than 0.05 MDa, for example ranging from 0.07 to 10 MDa or from 0.07 to 5 MDa, or from 0.5 to 5 MDa or from 1 to 5 MDa or from 2 to 4 MDa.
  • Mw weight average molecular mass
  • the polysaccharide may be supplied in hydrated form, completely or partially, or in dry form, such as powder or fiber.
  • the polysaccharide in step a), is provided in dry form such as powder or fiber form.
  • the polysaccharide When the polysaccharide is supplied in hydrated form, it is in the form of a non-cross-linked gel or a solution. In particular, when the polysaccharide is in hydrated form, it is an aqueous non-crosslinked gel or an aqueous solution. More particularly, the polysaccharide is mixed with water, optionally added a phosphate buffer or a supplemented phosphate buffer, that is to say possibly comprising additional components as defined in step f).
  • Step b) of the process according to the invention consists of providing at least one molecule of formula Chem. I as presented above.
  • T represents an isocyanate, sulfhydryl, amino, epoxy, vinyl, formyl, or carbodiimide group, more preferably, T represents an epoxide or amino group, even more advantageously T represents an epoxide group.
  • A represents a spacer group, more preferably a divalent aliphatic hydrocarbon chain, in particular linear or branched and saturated, comprising from 1 to 12 carbon atoms:
  • R 9 representing a hydrogen atom, an aliphatic hydrocarbon group comprising from 1 to 6 carbon atoms, or an aryl-(C1- C6)alkyl
  • said chain being unsubstituted or substituted by one or more monovalent groups chosen from a halogen atom, a hydroxyl, an aryl-(C1-C6)alkyl.
  • A is an aliphatic hydrocarbon divalent chain, in particular linear or branched and saturated, in which are optionally intercalated, between two carbon atoms of said chain, one or more divalent units -O-, more advantageously from 1 to 4 divalent units - O-, even more advantageously a divalent O motif.
  • A is a (C1-C12)alkylene chain in which are optionally intercalated, between two carbon atoms of said chain, one or more divalent -O- units, more preferably from 1 to 4 divalent -O- units, again more preferably a divalent -O- motif.
  • A represents a divalent chain -(C1-C6)alkylene-O-(C1-C6)alkylene-, in particular -(C1-C4)alkylene-O-(C1-C4)alkylene-, more particularly a divalent chain -CH2-O-(CH2)3-, the CH2 group being linked to T and the (CH2)3 group being linked to Si in the molecule of formula Chem. I.
  • the spacer group will also make it possible to avoid steric hindrance between the silylated group and the T group of the molecule of formula Chem. I, while ensuring a stable connection between these two groups.
  • R 5 and R 6 identical or different, represent an -OR 4 group with R 4 representing a hydrogen atom, an aryl group or an aliphatic hydrocarbon group comprising from 1 to 6 carbon atoms; or an aliphatic hydrocarbon group comprising from 1 to 6 carbon atoms optionally substituted by one or more groups chosen from a halogen atom, an aryl and a hydroxyl.
  • R 5 and R 6 identical or different, represent an -OR 4 group with R 4 representing a (C1-C6)alkyl group; or a (C1-C6)alkyl group.
  • R 5 and R 6 represent an -OR 4 group with R 4 representing a hydrogen atom, an aryl group or an aliphatic hydrocarbon group comprising from 1 to 6 carbon atoms, preferably with R 4 representing an aliphatic hydrocarbon group containing 1 to 6 carbon atoms, such as a (C1-C6)alkyl group.
  • R 10 represents a hydrogen atom or an aliphatic hydrocarbon group comprising from 1 to 6 carbon atoms such as a (C1-C6) alkyl group, more advantageously R 10 represents an aliphatic hydrocarbon group comprising from 1 to 6 atoms of carbon such as a (C1-C6)alkyl group.
  • the molecule of formula Chem. I is such that:
  • - T is as defined above and advantageously represents an amino or epoxide group, preferably an epoxide group;
  • - A is a divalent chain -(C1-C6)alkylene-O-((C1-C6)alkylene-, in particular -(C1-C4)alkylene-O-(C1-C4)alkylene-, such as -CH2-O -(CH2)3-, the CH2 group being preferably linked to T and the (CH2)3 group being linked to Si in the molecule of formula Chem. I;
  • R 5 and R 6 are each an -OR 4 group with R 4 representing a (C1-C6)alkyl group, preferably a methyl or an ethyl; or a (C1-C6)alkyl group, preferably methyl or ethyl;
  • R 10 is a (C1-C6)alkyl group, preferably methyl or ethyl; the groups R 5 , R 6 and OR 10 may be identical.
  • the molecule of formula Chem. I is chosen from (3-aminopropyl)triethoxysilane (APTES), (3-glycidyloxypropyl)trimethoxysilane (GPTMS), 3-Glycidoxypropyldimethoxymethylsilane, 3- Glycidoxypropyldimethylethoxysilane, (3-glycidyloxypropyl)ethoxydimethoxysilane, (3-glycidyloxypropyl)triethoxysilane, diethoxy(3-glycidyloxypropyl)methylsilane, and mixtures thereof; preferably from (3-glycidyloxypropyl)trimethoxysilane (GPTMS), (3-glycidyloxypropyl)ethoxydimethoxysilane, (3-glycidyloxypropyl)triethoxysilane, diethoxy(3-glycidyloxypropyl)methylsilane, and mixtures
  • the polysaccharide is functionalized with at least one molecule of formula Chem. I as presented above.
  • Step c) makes it possible to functionalize the polysaccharide chains.
  • the functional group T of the molecule of formula Chem It reacts with a functional group present on the polysaccharides so as to functionalize the polysaccharide chains.
  • the functional group T of the Chem molecule It thus reacts with an -OH or -COOH group, or even a CHO function, present on polysaccharides such as hyaluronic acid.
  • the polysaccharide is functionalized in the presence of 0.01 to 0.50, preferably 0.05 to 0.45, in particular 0.10 to 0.25 mole of molecule of formula Chem . I or a salt thereof for 1 mole of repeating unit of the polysaccharide.
  • the higher the weight average molecular mass Mw of the polysaccharide the higher the rate of functionalization of the molecule of formula Chem. I will be low in order to obtain a hydrogel having equivalent mechanical properties, in particular similar viscoelastic properties (in particular elastic modulus G', stress at the crossing of G' and G" and/or phase angle 5).
  • the higher the weight average molecular mass Mw of the polysaccharide the higher the molar quantity of molecules of formula Chem. I introduced in step c) will be weak.
  • the functionalization of the polysaccharide is typically carried out in an aqueous reaction medium.
  • the functionalization is carried out at a pH greater than or equal to 9, or greater than or equal to 10, more advantageously greater than or equal to 12, and in particular at a pH less than 14, for example less than or equal to 13.5.
  • the reaction medium comprises preferably a Bronsted base, more preferably a hydroxide, even more preferably sodium or potassium hydroxide.
  • the reaction medium comprises sodium or potassium hydroxide at a concentration of between 0.10M and 0.30M.
  • the functionalization is carried out at a pH less than 7, more advantageously greater than or equal to 4.5 and less than 7 or less than or equal to 6.5.
  • the reaction medium preferably comprises a Bronsted acid, more preferably hydrochloric acid, sulfuric acid, or acetic acid.
  • the polysaccharide mass concentration of the functionalization reaction medium is advantageously between 50 and 300 mg/g of functionalization medium, preferably between 100 and 200 mg/g.
  • the functionalization of the polysaccharide is carried out at a temperature between 4°C and 60°C, more preferably between 10°C and 50°C, even more preferably between 10°C and 25°C.
  • the duration of the functionalization reaction can vary from 1 hour to 2 weeks, more particularly from 3 hours to 1 week, even more particularly from 3 hours to 96 hours, for example from 3 hours to 80 hours, notably from 3 hours to 75 hours.
  • the functionalization of the polysaccharide can be, at least in part, carried out at a pressure P less than or equal to atmospheric pressure and at a pressure temperature T greater than the temperature of the eutectic point of the reaction medium as measured at pressure P and lower than the temperature of the freezing point of the reaction medium as measured at pressure P.
  • the functionalized polysaccharide is crosslinked by sol-gel reaction to give a hydrogel.
  • This step makes it possible to crosslink the polysaccharide chains together when they are functionalized with molecules of formula Chem. I. Indeed, during this step, at least part of the Si-OR 10 groups and optionally at least part SiOR 4 groups will react two by two, possibly after hydrolysis of these groups, to form Si-O-Si bonds. This implies that two molecules of formula Chem. I grafted onto polysaccharide chains will react together via their terminal groups Si-OR 10 (or even SiOR 4 if applicable) and bind covalently via the formation of Si-O-Si bonds, thus making it possible to link the polysaccharide chains together and to crosslink them.
  • Crosslinked polysaccharides comprising crosslinking links between two polysaccharide chains, said crosslinking links comprising a divalent -Si-O-Si- group.
  • step d) cannot take place before step c).
  • Step d) is carried out at least partially (that is to say in part or entirely), at a pressure P less than or equal to atmospheric pressure and at a temperature T greater than the temperature of the eutectic point of the reaction medium as measured at pressure P and below the freezing point temperature of the reaction medium as measured at pressure P.
  • the duration of maintaining these conditions depends on the pH of the reaction medium.
  • the pressure P and the temperature T are maintained for a period t ranging from 2 to 17 weeks, in particular from 2 to 10 weeks or 2 to 9 weeks, for example 3 to 6 weeks, more preferably about 4 to 5 weeks.
  • the pressure P and the temperature T are maintained for a duration t ranging from 1 to 48 hours, preferably greater than or equal to 6 hours and less than or equal to 36 hours, in particular greater than or equal to 7 hours and less than or equal to 36 hours.
  • reaction conditions (pH, T, P) set out above may correspond to the conditions applied for the entire duration of the crosslinking step (step d)) or may correspond to the conditions applied only during part of the the duration of step d).
  • the duration of crosslinking step d) can be greater than the durations t indicated above, the reaction conditions (pH or T or P) applied in the additional time then being different from these. exposed tops.
  • the freezing point temperature of the reaction medium designates the temperature at which the mixture of components of the reaction medium, on a macroscopic scale, solidifies, that is to say it becomes non-fluid. Below freezing point, the mixture is in a frozen state which is characterized by the coexistence of components in solid and liquid form. The freezing state is maintained up to the temperature of the eutectic point of the reaction medium.
  • the temperature of the eutectic point of the reaction medium designates the temperature below which the mixture of components of the reaction medium passes from a frozen state (coexistence of liquid and solid phases) to a completely solid state, that is to say a state in which all components of the mixture are in solid form.
  • the freezing point and the eutectic point of a mixture depend on the pressure to which the mixture is subjected, therefore the freezing point and the eutectic point are measured at the pressure P.
  • the freezing point and the eutectic point can be determined by differential scanning calorimetry. This method makes it possible to determine phase transitions. To do this, the product to be studied is gradually cooled until its phase transitions are observed.
  • “Atmospheric pressure” is the pressure exerted by the air constituting the atmosphere on any surface in contact with it. It varies depending on altitude. At an altitude of 0m, the average atmospheric pressure is 101,325 Pa.
  • reaction medium At temperature T and pressure P, the reaction medium is thus in frozen form.
  • the sol-gel reaction typically takes place in an aqueous reaction medium.
  • the mass concentration of polysaccharide in the reaction medium is advantageously between 50 and 300 mg/g of sol-gel reaction medium, preferably between 100 and 200 mg/g.
  • the pressure P is between 10'3 mbar and atmospheric pressure, more preferably, the pressure P is atmospheric pressure.
  • the temperature T is greater than or equal to -55°C and less than or equal to -5°C, preferably it ranges from -35°C to -10°C, in particular from -30°C to -10 °C or from -25°C to -15°C. Even more preferably, the temperature T is approximately -20°C.
  • the pressure P is atmospheric pressure and the temperature T is greater than or equal to -55°C and less than or equal to -5°C, preferably it ranges from -35°C to -10°C, in particular from -30°C to -10°C or from -25°C to -15°C, even more preferably, the temperature T is approximately -20°C.
  • the reaction medium is placed and maintained at the temperature T by contact of the container comprising the reaction medium with air or a liquid L at the temperature T.
  • the liquid L can in particular be ethylene glycol, glycerol or A azeotropic mixture of these with water.
  • the liquid L will be chosen according to the desired temperature T so as to be liquid at this temperature T. More advantageously, the reaction medium is left at the temperature T by contact of the container comprising the reaction medium with air at the temperature T.
  • the lower the temperature T the longer the duration t to obtain hydrogels having similar mechanical properties. Indeed, the lower the temperature T, the lower the kinetics of the sol-gel reaction.
  • the duration t is generally between 2 weeks and 15 weeks when the pH of the reaction medium is greater than or equal to 9, or greater than or equal to 10, and less than 14 .
  • the duration t is generally between 8 weeks and 15 weeks when the pH of the reaction medium is greater than or equal to 9, or greater than or equal to 10, and less than 14.
  • the duration t is generally between 3 weeks and 10 weeks when the pH of the reaction medium is greater than or equal to 9, or greater than or equal to 10, and less than 14.
  • the duration t is generally between 2 weeks and 6 weeks when the pH of the reaction medium is greater than or equal to 9, or greater than or equal to 10, and less than 14.
  • the reaction medium preferably comprises a Bronsted base , more preferably a hydroxide, even more preferably sodium or potassium hydroxide.
  • the reaction medium comprises sodium or potassium hydroxide at a concentration of between 0.10M and 0.30M.
  • the pH of the reaction medium is adjusted to a physiological pH, preferably to a pH of approximately 6.8 to 7, 8. It must be understood that at the end of the duration t, the reaction medium is raised to room temperature and placed or maintained at atmospheric pressure (if P is equal to atmospheric pressure).
  • the pH of the reaction medium will be brought to a physiological pH before the temperature is raised to temperature T and before the pressure is raised to pressure P if the latter is lower than atmospheric pressure.
  • the process will advantageously include a step of neutralizing the gel to reach this physiological pH, before the reaction medium is brought to the temperature T and the pressure P.
  • a Bronsted acid is preferably added to the medium. reaction, preferably an aqueous solution of hydrochloric acid, an aqueous solution of sulfuric acid or an aqueous solution of acetic acid.
  • the process of the present invention comprises the concomitant or partly concomitant carrying out of steps c) and d).
  • Concomitant performance of steps c) and d) makes it possible to shorten the duration of the hydrogel preparation process and to simplify it.
  • the process of the present invention then comprises steps a) to d) as described above and is characterized in that steps c) and d) are concomitant or partly concomitant.
  • the process then includes:
  • steps c) and d) are at least partially (in part or entirely) carried out under the conditions set out above (T, P, pH, t).
  • the functionalization of the polysaccharide and the crosslinking of the functionalized polysaccharide are then carried out in the following manner:
  • reaction medium comprising the polysaccharide(s), the molecule(s) of formula Chem.l and a solvent, the pH of the reaction medium being greater than or equal to 9, or greater than or equal to 10, and less than 14 ; 2) optionally placing the reaction medium at a temperature ranging from 4°C to 60°C, preferably from 10°C to 50°C, even more preferably from 10 to 25°C, typically for a period ranging from 1 hour to 2 weeks, more particularly from 3 hours to 1 week, for example from 3 hours to 80 hours, in particular from 3 hours to 75 hours;
  • the process of the present invention can then be defined as follows: a) supply of at least one polysaccharide; b) supply of at least one molecule of formula Chem. I as described above; c) functionalization of the polysaccharide with at least one molecule of formula Chem.
  • reaction medium optionally placing at a temperature ranging from 4°C to 60°C, preferably from 10°C to 50°C, even more preferably from 10 to 25°C, typically for a period ranging from 1 hour to 2 weeks, more particularly from 3 hours to 1 week, for example from 3 hours to 80 hours, in particular from 3 hours to 75 hours;
  • the solvent is typically water or a mixture comprising water and an organic solvent (for example an alcohol, in particular ethanol, or DMSO; typically a mixture comprising at least 90% by weight of water, or at least 95% or at least 99% by weight of water relative to the total weight of the solvent).
  • the reaction medium typically comprises from 0.01 to 0.50, preferably from 0.05 to 0.45, in particular from 0.10 to 0.25 moles of molecule of formula Chem. I or a salt thereof per 1 mole of repeating unit of the polysaccharide.
  • the mass concentration of polysaccharide in the reaction medium is advantageously between 50 and 300 mg/g of solvent, preferably between 100 and 200 mg/g.
  • the functionalization and crosslinking are carried out in a reaction medium whose pH is greater than or equal to 9, or greater than or equal to 10, and less than 14.
  • the reaction medium preferably comprises a base of Bronsted, more preferably a hydroxide, even more preferably sodium or potassium hydroxide.
  • the reaction medium comprises sodium or potassium hydroxide at a concentration of between 0.10M and 0.30M.
  • the reaction medium prepared in step 1) can be placed at a temperature ranging from 4°C to 60°C, preferably from 10°C to 50°C, even more preferably from 10°C to 25°C, typically for a period ranging from 1 hour to 2 weeks, more particularly from 3 hours to 1 week, for example from 3 hours to 80 hours, in particular from 3 hours to 75 hours (step 2) before being placed at temperature T and pressure P for a duration t (step 4).
  • the polysaccharide will be functionalized and part of the Si-OR 10 groups and optionally the Si-OR 4 groups will condense together (pre-condensation), more Si-OR 10 groups and optionally of Si-OR 4 groups condensing during step 4) (advanced condensation).
  • the reaction medium prepared in step 1) can be placed directly at the end of step 1) at temperature T and pressure P for a duration t (step 4) .
  • the temperature of the reaction medium is typically raised to room temperature and the reaction medium placed at atmospheric pressure if the pressure P is different from atmospheric pressure.
  • the pH of the reaction medium is then preferably brought to a physiological pH (approximately 6.8 to 7.8).
  • a Bronsted acid is preferably added to the reaction medium, preferably an aqueous solution of hydrochloric acid, an aqueous solution of sulfuric acid or an aqueous solution of acetic acid.
  • the crosslinking is carried out partially in a reaction medium whose pH is greater than or equal to 6.8 and less than 7.8.
  • a reaction medium having a pH greater than or equal to 9, or greater than or equal to 10, and less than 14 and comprising the polysaccharide(s), the molecule(s) of formula Chem.l and a solvent is prepared. (Step 1)).
  • the reaction medium is placed at a temperature ranging from 4°C to 60°C, preferably from 10°C to 50°C, even more preferably from 10°C to 25°C typically for a period ranging from 1 hour to 2 weeks , more particularly from 3 hours to 1 week, for example from 3 hours to 80 hours, in particular from 3 hours to 75 hours (step 2).
  • the pH of the reaction medium is brought to a physiological pH (step 3)) before the temperature is raised to T and before the pressure is raised to the pressure P if the latter is lower than atmospheric pressure.
  • the process will advantageously include a step of neutralizing the gel to reach this physiological pH, before the reaction medium is brought to the temperature T and the pressure P.
  • a Bronsted acid is preferably added to the medium.
  • reaction preferably an aqueous solution of hydrochloric acid, an aqueous solution of sulfuric acid or an aqueous solution of acetic acid.
  • the reaction medium is then placed at temperature T and pressure P for a period t of between 1 hour and 48 hours (step 4).
  • the process of the present invention comprises only a single step of placing the reaction medium at temperature T and pressure P.
  • the method according to the invention may comprise an additional step e) of crosslinking the polysaccharide with a conventional crosslinking agent, and more particularly the crosslinking of the polysaccharide provided in step a) or of the crosslinked polysaccharide obtained following step d), in the presence of at least one crosslinking agent or a salt thereof, said crosslinking agent comprising at least two functional groups Z as described below.
  • crosslinking agent or “crosslinking agent” is a compound comprising at least two functional groups capable of bonding covalently with functional groups present on the polysaccharide, such as OH, CHO, NH2 or COOH groups carried by the polysaccharide, and thus induce bonds between polysaccharide chains (cross-linking) and/or bonds on the same polysaccharide chain.
  • the functional groups are identical.
  • the isocyanate group can react with an OH or NH2 group of the polysaccharide to form a carbamate or urea function.
  • the amino group can react with a COOH group of the polysaccharide to form an amide function.
  • the epoxide group can react with an OH or COOH group of the polysaccharide to form an ether or ester function.
  • the carboxyl group can react with an OH or NH2 group of the polysaccharide to form an ester or amide function.
  • the N-succinimidyloxycarbonyl and N-sulfosuccinimidyloxycarbonyl groups can react with an OH or NH2 group of the polysaccharide to form an ester or amide function.
  • the halocarbonyl group can react with an OH or NH2 group of the polysaccharide to form an ester or amide function.
  • the isothiocyanate group can react with an OH or NH2 group of the polysaccharide to form a thiocarbamate or thiourea function.
  • the vinyl group can react with an OH group of the polysaccharide to form an ether function.
  • the formyl group can react with an OH or NH2 group of the polysaccharide to form a hemiacetal or hemiaminal function.
  • the hydroxyl group can react with a COOH group of the polysaccharide to form an ester function.
  • the sulfhydryl group can react with a COOH group of the polysaccharide to form a thioester function.
  • the hydrazino group (-NH-NH2) can react with a CHO group of the polysaccharide to form a hydrazone function.
  • the carbodiimide group can react with a COOH group of the polysaccharide to give a CO-NR function a - CO-NH, and an acid anhydride residue can react with an OH or NH2 group of the polysaccharide to form an ester or amide function.
  • the functional groups Z are identical and represent an epoxy or vinyl group, more preferably epoxy.
  • the functional groups Z are identical and chosen from amino, vinyl, formyl, and carbodiimide groups, preferably are amino groups.
  • the crosslinking agent is chosen from hexamethylene diisocyanate, 4,4'-diphenylmethylene diisocyanate, 4-armed PEG20K-isocyanate, spermine (or 1,12-diamino-5,9-diazadodecane) , spermidine (or 1,8-diamino-5-azaoctane), cadaverine (or 1,5-diaminopentane), putrescine (or 1,4-diaminobutane), poly(ethylene glycol) diamine, ethylenediamine, 1,4-butanediol diglycidyl ether (BDDE), 1,2,7,8-diepoxy-octane, poly(ethylene glycol) diglycidyl ether (PEGDGE), 1,2-bis(2,3-epoxypropoxy) ethane (EGDGE), 1,3-bis(3-glycidyloxypropyl)tetramethyldisiloxane
  • the crosslinking agent is preferably chosen from 1,4-butanediol diglycidyl ether (BDDE), 1,2,7,8-diepoxy-octane, poly(ethylene glycol) diglycidyl ether (PEGDGE), 1,2-bis(2,3-epoxypropoxy)ethane (EGDGE), 1,3-bis(3-glycidyloxypropyl)tetramethyldisiloxane, poly(dimethylsiloxane) terminated at each end with a diglycidyl ether (CAS number: 130167-23-6), hydroxyapatite beads modified to carry epoxy groups and mixtures thereof.
  • BDDE 1,4-butanediol diglycidyl ether
  • PEGDGE poly(ethylene glycol) diglycidyl ether
  • EGDGE 1,2-bis(2,3-epoxypropoxy)ethane
  • GSDGE 1,3-bis(3-glycidyloxypropyl)tetramethyld
  • the crosslinking agent is chosen from 1,4-butanediol diglycidyl ether (BDDE), 1,2,7,8-diepoxy-octane, poly(ethylene glycol) diglycidyl ether (PEGDGE), 1, 2-bis(2,3-epoxypropoxy)ethane (EGDGE), and mixtures thereof.
  • BDDE 1,4-butanediol diglycidyl ether
  • PEGDGE poly(ethylene glycol) diglycidyl ether
  • EGDGE 1, 2-bis(2,3-epoxypropoxy)ethane
  • the crosslinking agent is preferably a polyamine chosen from spermine (or 1,12-diamino-5,9- diazadodecane), spermidine (or 1,8-diamino-5-azaoctane), cadaverine (or 1,5-diaminopentane), putrescine (or 1,4-diaminobutane), their salts or a mixture thereof, more preferably the crosslinking agent is a polyamine chosen from spermine, spermidine, their salts and their mixtures.
  • step e) the crosslinking reaction of step e) with the polysaccharide is advantageously carried out in the presence of at least one activator, and where appropriate associated with at least one coupling auxiliary.
  • the activator can be selected from water-soluble carbodiimides such as 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide (EDC), 1-ethyl-3-[3-(trimethylamino) propyl]carbodiimide hydrochloride (ETC), 1-cyclohexyl-3-(2-morphilinoethyl)carbodiimide (CMC), their salts and mixtures thereof, preferably is represented by EDC.
  • EDC 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide
  • ETC 1-ethyl-3-[3-(trimethylamino) propyl]carbodiimide hydrochloride
  • CMC 1-cyclohexyl-3-(2-morphilinoethyl)carbodiimide
  • the coupling auxiliary when present, it can be selected from N-hydroxy succinimide (NHS), N-hydroxybenzotriazole (HOBt), 3,4-dihydro-3-hydroxy-4 -oxo-1,2,3-benzotriazole (HOOBt), 1-hydroxy-7-7azabenzotriazole (HAt) and N-hydroxysylfosuccinimide (sulfo NHS), and mixtures thereof, preferably is represented by HOBt .
  • NHS N-hydroxy succinimide
  • HOBt N-hydroxybenzotriazole
  • HOBt 3,4-dihydro-3-hydroxy-4 -oxo-1,2,3-benzotriazole
  • HAt 1-hydroxy-7-7azabenzotriazole
  • sulfo NHS N-hydroxysylfosuccinimide
  • the crosslinking agent can be chosen from hydroxyapatite beads modified to carry epoxy groups, a compound of formula Chem. It as described below, and their mixtures.
  • the crosslinking agent is a compound of formula Chem. He :
  • n is an integer greater than or equal to 2, in particular ranging from 2 to 8, preferably equal to 2,
  • Y is a versatile hydrocarbon group, in particular aliphatic, having a valence of n and comprising from 1 to 150 carbon atoms:
  • R 1 representing a hydrogen atom, an aliphatic hydrocarbon group comprising 1 to 6 carbon atoms, or an aryl-(C1-C6)alkyl; m an integer between 1 and 20;
  • R 2 and R 3 identical or different, representing a hydrogen atom; a halogen atom; an -OR 11 group with R 11 representing a hydrogen atom, an aryl group or an aliphatic hydrocarbon group comprising from 1 to 6 carbon atoms; an aryl; or an aliphatic hydrocarbon group comprising from 1 to 6 carbon atoms optionally substituted by one or more groups chosen from a halogen atom, an aryl or a hydroxyl,
  • said polyvalent group being unsubstituted or substituted by one or more monovalent groups chosen from a halogen atom, a hydroxyl, and an aryl-(C1-C6)alkyl, preferably unsubstituted.
  • n is an integer ranging from 2 to 8, preferably n represents 2, 3 or 4, even more preferably n is equal to 2.
  • R 1 represents a hydrogen atom or a (C1-C6)alkyl group.
  • R 2 and R 3 identical or different, represent an aliphatic hydrocarbon group comprising from 1 to 6 carbon atoms, more particularly a (C1-C6)alkyl group.
  • the polyvalent hydrocarbon group may be an aliphatic or aromatic hydrocarbon polyvalent group, preferably aliphatic and in particular saturated, having a valence of n and comprising from 1 to 150 carbon atoms, preferably from 1 to 50 carbon atoms, more preferably from 1 to 20 carbon atoms, even more preferably from 2 to 20 carbon atoms.
  • the hydrocarbon-based polyvalent group is an aliphatic, saturated, in particular linear hydrocarbon-based polyvalent group.
  • Y is a polyvalent hydrocarbon group as described above in which one or more CH2 units are optionally replaced by one or more divalent units chosen from -O-, -SO2-, -[SiR 2 R 3 O] m -SiR 2 R 3 - and -NH-, with R 2 , R 3 and m as described above.
  • Y is a polyvalent hydrocarbon group as described above, preferably aliphatic and saturated, and in particular linear, branched, or star-shaped, and optionally in which:
  • CH2 motifs are replaced by -O-, particularly between 1 and 50 CH2 motifs, more particularly between 1 and 15 CH2 motifs, or - at least one, preferably one or two, CH2 motif is replaced by an - NH- motif, or
  • Y comprises one or more -CH2-CH2-O- units.
  • Y comprises from 1 to 50 -CH2-CH2-O- units, advantageously from 2 to 25 -CH2-CH2-O- units, more advantageously from 2 to 15 -CH2-CH2-O- units.
  • Y can only include -CH2-CH2-O- motifs.
  • Y is an alkyl group comprising 1 to 150, in particular 1 to 50, in particular 1 to 20, for example 1 to 12, in particular 1 to 6 carbon atoms, preferably linear, in which optionally one or more CH2 units are replaced by one or more divalent units chosen from chosen from -O- and -NH-, more particularly between 1 and 50, in particular between 1 and 15, for example 1 or 2, divalent units chosen from -O- and -NH- .
  • R 2 and the R 3 represent an -OR 11 group with R 11 as described above.
  • R 11 represents an aliphatic hydrocarbon group comprising from 1 to 6 carbon atoms, more particularly a (C1-C6)alkyl group.
  • R 2 and the R 3 represent an aliphatic hydrocarbon group comprising from 1 to 6 carbon atoms optionally substituted (preferably unsubstituted) by one or more groups chosen from an atom of halogen, an aryl or a hydroxyl, more preferably an unsubstituted (C1-C6) alkyl group such as methyl or ethyl.
  • the crosslinking agent is a compound of the following formula Chem. Ha: Z 1 -Y 1 -Z 2 in which the groups Z 1 and Z 2 , identical or different, are chosen from isocyanate, amino, epoxide, carboxyl, N-succinimidyloxycarbonyl, N-sulfosuccinimidyloxycarbonyl, halocarbonyl, isothiocyanate, vinyl groups , formyl, hydroxyl, sulfhydryl, hydrazino, acylhydrazino, aminoxy, carbodiimide, and an acid anhydride residue, and Y 1 represents a divalent hydrocarbon chain, in particular aliphatic, comprising from 1 to 50 carbon atoms: - in which one or more (e.g.
  • R 1 representing a hydrogen atom, an aliphatic hydrocarbon group comprising from 1 to 6 carbon atoms, or an aryl-(C1-C6)alkyl, m an integer between 2 and 20;
  • R 2 and R 3 identical or different, representing a hydrogen atom; a halogen atom; an -OR 11 group with R 11 representing a hydrogen atom, an aryl group or an aliphatic hydrocarbon group comprising from 1 to 6 carbon atoms; an aryl; or an aliphatic hydrocarbon group comprising from 1 to 6 carbon atoms optionally substituted by one or more groups chosen from a halogen atom, an aryl or a hydroxyl,
  • said chain being unsubstituted or substituted by one or more monovalent groups chosen from a halogen atom, a hydroxyl, an aryl-(C1-C6)alkyl.
  • Groups Z 1 and Z 2 have the same definition as group Z defined above.
  • Y 1 has the same definition as Y defined above with a valence n being equal to 2.
  • Y 1 can only comprise -CH2-CH2-O- motifs, as defined previously.
  • the crosslinking agent of formula Chem. He or Chem. Ha does not include -[SiR 2 R 3 O] m -SiR 2 R 3 - motifs.
  • step e) of the polysaccharide supplied in step a) or of the polysaccharide obtained following step d) preferably takes place in the presence of 0.05 to 10 moles, in particular from 0.05 to 7 moles , more advantageously from 0.05 to 5 moles, even more advantageously from 0.1 to 2 moles, of at least one crosslinking agent per 100 moles of repeating unit of the polysaccharide.
  • the crosslinking of step e) of the polysaccharide provided in step a) or of the polysaccharide obtained following step d) takes place in the presence of 0.1 to less than 2 moles, or of 0.1 to 1.5 moles or from 0.1 to 1 mole or from 0.1 to 0.8 mole or from 0.1 to 0.5 mole of at least one crosslinking agent per 100 moles of repeating unit of the polysaccharide.
  • step e) takes place in an aqueous reaction medium.
  • an organic solvent such as an alcohol, particularly ethanol, or DMSO can be used to solubilize the crosslinking agent, for example when it is poly(dimethylsiloxane) terminated at each end. with a diglycidyl ether (CAS number: 130167-23-6) before addition to the aqueous reaction medium.
  • step e) takes place at a pH greater than or equal to 10, more advantageously greater than or equal to at 12.
  • the reaction medium preferably comprises a Bronsted base, more preferably a hydroxide salt, such as sodium or potassium hydroxide.
  • the reaction medium comprises a Bronsted base, more preferably a hydroxide, even more preferably a sodium or potassium hydroxide at a concentration of between 0.10M and 0.30M.
  • the crosslinking of step e) takes place between 4°C and 60°C, more preferably between 10°C and 50°C.
  • step e) takes place between 1 hour and 2 weeks, more particularly between 3 hours and 1 week.
  • step e) takes place at temperature T and pressure P, for a duration t as described above, the duration t varying as a function of the pH of the reaction medium.
  • step e) is advantageously concomitant at least partially or totally with step d) and possibly step c).
  • the crosslinking agents can be added simultaneously or separately over time.
  • Step e) can thus comprise repeated crosslinking steps.
  • the total quantity of crosslinking agents varies from 0.05 to 10 moles, in particular from 0.05 to 7 moles, more advantageously from 0.05 to 5 moles, even more advantageously from 0.1 to 2 moles, per 100 moles of polysaccharide repeating unit.
  • the total quantity of crosslinking agents varies from 0.1 to less than 2 moles, or from 0.1 to 1.5 moles or from 0.1 to 1 mole or from 0.1 to 0, 8 moles or 0.1 to 0.5 moles of crosslinking agents per 100 moles of polysaccharide repeating unit.
  • This step makes it possible to cross-link the polysaccharide chains together.
  • the functional groups of the crosslinking agent react with functional groups present on the polysaccharides so as to link the chains polysaccharides together and to crosslink them by forming intermolecular bonds.
  • the crosslinking agent can also react with functional groups present on the same polysaccharide molecule so as to form intramolecular bonds.
  • the functional groups of the crosslinking agent react with the -OH or -COOH groups, possibly CHO, present on polysaccharides such as hyaluronic acid.
  • Crosslinked polysaccharides are thus obtained comprising at least one crosslinking link between two polysaccharide chains, said crosslinking link being the residue of the crosslinking agent from step e).
  • the crosslinked polysaccharides comprise at least one crosslinking link between two polysaccharide chains, said crosslinking link comprising more particularly the polyvalent group Y as described above, preferably the divalent group Y 1 as described above.
  • Certain functional groups Z (such as Z 1 and Z 2 ) of the crosslinking agent may, however, not react with a polysaccharide chain.
  • the crosslinking agent comprises two functional groups Z 1 and Z 2
  • one of the functional groups Z 1 can react with a polysaccharide while the other functional group Z 2 does not react with any polysaccharide.
  • a dangling bond is then formed.
  • the quantity of functionalizing agent increases when the quantity of crosslinking agent is reduced, and vice versa.
  • step e) takes place before step c), in particular between step a) and step c).
  • steps c) and e) are concomitant.
  • step d) can be at least partly concomitant with step c) as described above.
  • step e) takes place after step c) and before d) or after step c) and at least partly concomitantly with step d).
  • the reaction medium can be maintained in part preferably at the temperature T and pressure P for a duration t as described above, this duration t varying as a function of the pH of the reaction medium, in particular when step e) is at least partly concomitant with step d).
  • step e) takes place after step d).
  • step e) is not implemented.
  • the process according to the invention further comprises a step f) of adding a molecule of formula Chem.
  • - p is an integer from 1 to 20;
  • R 12 and R 13 identical or different, represent a hydrogen atom; a halogen atom; an -OR 14 group with R 14 representing a hydrogen atom, an aryl group or an aliphatic hydrocarbon group comprising from 1 to 6 carbon atoms; an aryl; or an aliphatic hydrocarbon group comprising from 1 to 6 carbon atoms optionally substituted by one or more groups chosen from a halogen atom, an aryl or a hydroxyl; And
  • R 7 and R 8 identical or different, represent a hydrogen atom, an aryl group or an aliphatic hydrocarbon group comprising 1 to 6 carbon atoms.
  • step f) is carried out before the temperature of the reaction medium is at temperature T and pressure P during step d), in particular before, during or after step c).
  • step f) is carried out after step d), that is to say after the reaction medium has been maintained at temperature T and pressure P.
  • step f) is carried out before these steps c) and d), in particular between step a) and step c).
  • R 12 and R 13 represent an -OR 14 group with R 14 representing a hydrogen atom, an aryl group or an aliphatic hydrocarbon group comprising from 1 to 6 carbon atoms; an aryl; or an aliphatic hydrocarbon group comprising from 1 to 6 carbon atoms optionally substituted by one or more groups chosen from a halogen atom, an aryl or a hydroxyl.
  • R 12 and R 13 identical or different, represent an -OR 14 group with R 14 representing a hydrogen atom, an aliphatic hydrocarbon group comprising from 1 to 6 carbon atoms, preferably a (C1-C6)alkyl group; or an aliphatic hydrocarbon group containing 1 to 6 carbon atoms, preferably a (C1-C6)alkyl group.
  • R 7 and R 8 identical or different, represent a hydrogen atom, or an aliphatic hydrocarbon group comprising from 1 to 6 carbon atoms, preferably a (C1-C6)alkyl group.
  • This molecule of formula Chem. It comprises Si-OR groups (Si-OR 7 , Si-OR 8 and possibly Si-OR 14 ) capable of reacting with the Si-OR groups (Si-OR 10 and possibly Si-OR 4 ) of the molecule of formula Chem. I.
  • Si-OR 7 , Si-OR 8 and possibly Si-OR 14 capable of reacting with the Si-OR groups (Si-OR 10 and possibly Si-OR 4 ) of the molecule of formula Chem. I.
  • the molecule with formula Chem. It is orthosilicic acid, tetraethyl orthosilicate (TEOS), polydimethylsiloxane (PDMS), oligomerized TEOS/orthosilicic acid, or methyl silanetriol (preferably used in the form of its sodium salt called sodium methyl siliconate - NAMS) .
  • TEOS tetraethyl orthosilicate
  • PDMS polydimethylsiloxane
  • oligomerized TEOS/orthosilicic acid oligomerized TEOS/orthosilicic acid
  • methyl silanetriol preferably used in the form of its sodium salt called sodium methyl siliconate - NAMS
  • step f) takes place at a pH greater than or equal to 9, in particular greater than or equal to 10, more advantageously greater than or equal to 12, and in particular less than 14, for example less than or equal to 13.5, in particular when the molecule of formula Chem. It is sodium methyl siliconate (NAMS).
  • NAMS sodium methyl siliconate
  • the reaction medium preferably comprises a Bronsted base, more preferably a hydroxide, even more preferably a sodium or potassium hydroxide.
  • the reaction medium comprises a Bronsted base, more preferably a hydroxide, even more preferably a sodium or potassium hydroxide at a concentration of between 0.10M and 0.30M.
  • the method according to the invention further comprises a step g) of adding at least one additional component chosen from lubricating agents; cosmetic active ingredients such as antioxidants, co-enzymes, amino acids, vitamins, minerals, and nucleic acids; and mixtures thereof, as described below.
  • additional component chosen from lubricating agents; cosmetic active ingredients such as antioxidants, co-enzymes, amino acids, vitamins, minerals, and nucleic acids; and mixtures thereof, as described below.
  • Step g) may also include the addition of at least one therapeutic active ingredient advantageously chosen from anesthetics, antibiotics, antifungals, adrenaline and its derivatives, and mixtures thereof, as described below. -below, in addition to or instead of at least one additional component mentioned above.
  • step g) preferably takes place after purification step h).
  • step g) preferably takes place before sterilization step j).
  • step g) may also include the addition of at least one therapeutic active ingredient, at least one cosmetic active ingredient, or their mixture.
  • step g) preferably takes place before the reaction medium is at temperature T and pressure P during step d) .
  • the process further comprises at least one purification step h), in particular by dialysis.
  • step h) preferably takes place before step g).
  • At least one step h) preferably takes place before sterilization step j).
  • At least one step h) preferably takes place before sieving step i).
  • purification is carried out after step c). According to another embodiment, purification is carried out after step e). According to another embodiment, purification is carried out after step d).
  • the process further comprises a step i) of sieving, more particularly with a sieve with a porosity of between 50 and 2000 pm.
  • This sieving step makes it possible to obtain a more homogeneous hydrogel with the most constant possible extrusion force, ie the most regular possible.
  • Those skilled in the art know how to select a sieve with an appropriate pore size depending on the mechanical properties of the gel that they wish to obtain.
  • step i) takes place after steps a) to d) and possible steps e), f), g) and h).
  • step i) preferably takes place before sterilization step j).
  • the method according to the invention may include a sterilization step.
  • Sterilization is preferably carried out by heat, in particular by autoclave.
  • Sterilization is generally carried out by increasing the temperature of the sterilization medium to a temperature called “plateau temperature”, which is maintained for a determined period called “plateau duration”.
  • Sterilization is preferably carried out at a plate temperature ranging from 121°C to 135°C, preferably with a plate duration ranging from 1 minute to 20 minutes with FO > 15.
  • the sterilizing value FO corresponds to the time necessary, in minutes, at 121°C, to inactivate 90% of the population of microorganisms present in the product to be sterilized.
  • sterilization can be carried out in particular by gamma or UV radiation or by means of ethylene oxide.
  • the process further comprises a step j) of sterilizing the hydrogel, in particular a heat sterilization step carried out at a plate temperature of between 121°C and 135°C, preferably for a duration on the tray between 1 minute and 20 minutes with FO > 15 or a sterilization step by UV radiation.
  • the sterilization step is carried out after steps a) to d) and possible steps e), f), g), h) and i).
  • the sterilization step takes place after step c) and before the reaction medium is at temperature T and pressure P during step d).
  • the pH of the reaction medium is adjusted to a physiological pH (6.8-7.8) before sterilization.
  • the gel is sterilized after having been packaged in its injection device and the conditioning of the gel takes place following all stages of the process and before sterilization.
  • the method further comprises a step k) of swelling the gel.
  • the polysaccharide concentration of the gel is adapted.
  • a solvent is added, for example, water, phosphate buffer, water for injection. More particularly, the added solvent has a pH around the physiological pH.
  • the polysaccharide concentration obtained following step k) is advantageously between 1 mg/g of gel and 50 mg/g of gel, more advantageously between 5 mg/g of gel and 35 mg/g of gel, even more advantageously between 10 mg/g of gel and 30 mg/g of gel.
  • step k) takes place after step d) and the return of the reaction medium to a physiological pH (6.8-7.8), if necessary.
  • the present invention also relates to a hydrogel capable of being obtained by the process of the present invention.
  • a hydrogel can also be referred to as “cryogel”.
  • the liquid medium of the hydrogel is an aqueous medium chosen from an aqueous solution or a mixture of aqueous solutions, preferably chosen from water for injection, phosphate buffer saline or a mixture of the two, more preferably saline phosphate buffer in the context of therapeutic, cosmetic and aesthetic applications according to the invention.
  • This hydrogel is preferably an injectable hydrogel. It is preferably sterile, in particular sterilized by heat at a plate temperature of between 121°C and 135°C, preferably with a shelf life of between 1 minutes and 20 minutes with F0 > 15.
  • the hydrogel is of preferably homogeneous.
  • the hydrogel is preferably stringy, with in particular a phase angle 5 of between 20° and 45°.
  • This hydrogel may also comprise an additional component chosen from lubricating agents; cosmetic active ingredients such as antioxidants, co-enzymes, amino acids, vitamins, minerals, and nucleic acids; and mixtures thereof, as described below.
  • cosmetic active ingredients such as antioxidants, co-enzymes, amino acids, vitamins, minerals, and nucleic acids; and mixtures thereof, as described below.
  • This hydrogel may also comprise at least one therapeutic active ingredient advantageously chosen from anesthetics, antibiotics, antifungals, adrenaline and its derivatives, and mixtures thereof, as described below.
  • the polysaccharide of this hydrogel is preferably as defined above, in the context of the description of step a) of the process according to the invention.
  • a hydrogel according to the present invention acceptable for the therapeutic and/or cosmetic applications targeted by the present invention, has a cross-over stress (or stress at the crossing of the modules G' and G") greater than or equal to 50 Pa , preferably between 50 and 5000 Pa and more preferably between 100 and 1000 Pa and an elastic modulus G' greater than or equal to 20 Pa, preferably from 100 Pa to 2000 Pa, more preferably from 100 Pa to 1000 Pa.
  • a hydrogel according to the present invention has a cohesiveness of 1 N to 30 N.
  • This cohesiveness is measured by mechanical compression using a rheometer. For this, the gel is deposited on a Peltier plane with an initial air gap of 2.60mm; it is then compressed at a constant speed of 100 pm/s up to 70% of the initial air gap, at 25°C; Finally, the cohesiveness of the gel is measured at the end of the compression stroke. The more cohesive a gel is, i.e., has a high cohesive value, the more it is able to withstand stresses, such as those it may encounter after its administration to a subject.
  • the present invention also relates to a composition comprising the hydrogel according to the present invention. It is preferably a cosmetic or pharmaceutical composition. It may also include physiologically acceptable excipients.
  • the hydrogel according to the invention comprises a crosslinked polysaccharide, preferably hyaluronic acid.
  • the composition may further comprise a non-crosslinked polysaccharide, preferably hyaluronic acid.
  • Non-crosslinked hyaluronic acid may be present in the composition as a lubricant.
  • the composition according to the present invention can thus comprise from 0.1 to 5% by weight, preferably from 1 to 3% by weight of polysaccharide, preferably hyaluronic acid, relative to the total weight of said composition, the polysaccharide such than hyaluronic acid, being present in crosslinked and optionally non-crosslinked form.
  • the content of non-crosslinked polysaccharide, in particular hyaluronic acid varies from 0 to 40% by weight, preferably from 1 to 40% by weight, more preferably from 5 to 30% by weight, relative to the total weight of polysaccharide, in particular hyaluronic acid, present in the composition.
  • the composition according to the present invention is preferably a sterile composition, in particular sterilized by heat at a shelf temperature of between 121°C and 135°C, preferably with a shelf life of between 1 minute and 20 minutes with FO > 15. It is preferably an injectable composition.
  • the composition according to the invention then preferably comprises a physiologically acceptable medium, preferably a physiologically acceptable aqueous medium.
  • the physiologically acceptable aqueous medium may comprise a solvent or a mixture of physiologically acceptable solvents and preferably comprises water, preferably the solvent is water.
  • the physiologically acceptable medium may also include isotonic agents such as oses, sodium chloride and their mixture.
  • the physiologically acceptable medium may further comprise at least one isotonic and physiologically acceptable saline solution.
  • said balanced salt solution is a phosphate-buffered saline solution, and particularly a KH2PO4/K2HPO4 saline solution buffer.
  • composition according to the invention may further comprise at least one additional compound chosen from lubricating agents; cosmetic active ingredients such as antioxidants, co-enzymes, amino acids, vitamins, minerals, and nucleic acids; and mixtures thereof.
  • additional compound is water-soluble or modified to be soluble in an aqueous medium.
  • the composition according to the invention may also comprise at least one therapeutic active principle advantageously chosen from anesthetics, antibiotics, antifungals, adrenaline and its derivatives, and mixtures thereof, as described below.
  • the therapeutic active ingredient is water-soluble.
  • antioxidants include, but are not limited to, glutathione, reduced glutathione, ellagic acid, spermine, resveratrol, retinol, L-carnitine, polyols, polyphenols, flavonols, theaflavins, catechins , caffeine, ubiquinol, ubiquinone, alpha-lipoic acid and their derivatives, and a mixture thereof.
  • amino acids include, but are not limited to, arginine (e.g., L-arginine), isoleucine (e.g., L-isoleucine), leucine (e.g., L-leucine), lysine (e.g., e.g., L-lysine or L-lysine monohydrate), glycine, valine (e.g., L-valine), threonine (e.g., L-threonine), proline (e.g., L-proline), methionine, histidine, phenylalanine, tryptophan, cysteine, their derivatives (e.g., N-acetylated derivatives such as N-acetyl-L-cysteine) and a mixture thereof.
  • arginine e.g., L-arginine
  • isoleucine e.g., L-isoleucine
  • leucine e.g., L-leu
  • vitamins and their salts include, without limitation, vitamins E, A, C, B, especially vitamins B6, B8, B4, B5, B9, B7, B12, and better still pyridoxine and its derivatives and/or or salts, preferably pyridoxine hydrochloride.
  • Examples of minerals include, without limitation, zinc salts (e.g., zinc acetate, particularly dehydrated), magnesium salts, calcium salts (e.g., hydroxyapatite, particularly in ball form), salts potassium, manganese salts, sodium salts, copper salts (e.g., copper sulfate, in particular pentahydrate), optionally in a hydrated form, and mixtures thereof.
  • zinc salts e.g., zinc acetate, particularly dehydrated
  • magnesium salts e.g., calcium salts (e.g., hydroxyapatite, particularly in ball form)
  • salts potassium e.g., manganese salts
  • sodium salts e.g., copper sulfate, in particular pentahydrate
  • copper salts e.g., copper sulfate, in particular pentahydrate
  • nucleic acids mention may be made in particular of adenosine, cytidine, guanosine, thymidine, cytodine, their derivatives and a mixture thereof.
  • coenzyme Q10 As coenzymes, mention may be made of coenzyme Q10, CoA, NAD, NADP, and mixtures thereof.
  • the hydrogel or the composition according to the invention may have therapeutic, cosmetic or aesthetic applications.
  • the present invention therefore also relates to a hydrogel or a composition according to the invention for its use in the filling and/or replacement of tissues, in particular soft tissues, in particular by injection of the hydrogel or the composition into the tissue.
  • the hydrogel or composition may be intended for superficial application.
  • Superficial application refers to the administration of a composition into the upper layers of the skin, i.e. in or on the skin, for example by mesotherapy and for example to reduce superficial wrinkles and/or to improve the quality of the skin. (such as its radiance, density or structure) and/or to rejuvenate the skin.
  • the hydrogel or composition may be intended for deep application.
  • Deep application refers to the administration of a composition into the deepest layers of the skin and/or subcutaneously (above the periosteum) to increase soft tissue volume, such as to fill deep wrinkles and /or partially atrophied regions of the face and/or body.
  • the hydrogel or composition can be versatile, i.e., be used for both deep and superficial application.
  • the present invention relates to the hydrogel or a composition according to the invention for its use in the modified, delayed or prolonged release of active principles therapeutics.
  • the hydrogel or the composition according to the invention is used in oral care and more particularly in the treatment of gingival recession, or to fill periodontal pockets. More particularly, the hydrogel or the composition according to the invention is used to treat defects in the gingival architecture which can occur with tooth loss, with aging, with periodontal diseases and disorders, or after the installation of tooth, crown or bridge implants.
  • the hydrogel or the composition according to the invention can also be used in ophthalmology, more particularly to protect the ocular structures during eye surgery such as for example ophthalmic surgery of the anterior or posterior segment, extraction of the cataract possibly with implantation of an intraocular lens, corneal transplant surgery, filtering surgery of the glaucoma, or even the implantation of a secondary lens.
  • the hydrogel or the composition according to the invention will be more particularly injected into the eye.
  • the hydrogel or the composition according to the invention can also be used in orthopedics or rheumatology, for example by injection into the synovial cavity.
  • the hydrogel or the composition according to the invention is then used as viscosupplementation.
  • hydrogel or the composition according to the invention can also be used in the treatment of lipodystrophy.
  • the hydrogel or the composition according to the invention can be used in cosmetic surgery, in particular for gynecoplasties and/or penoplasties.
  • the hydrogel or the composition according to the invention is administered more particularly by injection.
  • the hydrogel or the composition according to the invention can also be used for the modified, delayed or prolonged release of therapeutic active ingredients, in particular therapeutic active ingredients as described above.
  • therapeutic active ingredients in particular therapeutic active ingredients as described above.
  • the present invention also relates to the aesthetic, and therefore non-therapeutic, use of a hydrogel or a composition according to the invention to prevent and/or treat the alteration of the viscoelastic or biomechanical properties of the skin, and in particularly for regenerating, hydrating, firming or restoring radiance to the skin, particularly through mesotherapy; to fill volume defects in the skin, and in particular to fill wrinkles, fine lines or scars (in particular hollow scars); to reduce the appearance of fine lines and wrinkles; or when said hydrogel or said composition comprises at least one cosmetic active ingredient, for the modified, delayed or prolonged release of cosmetic active ingredients, in particular as defined above.
  • the subject of the present invention is the aesthetic use of a hydrogel or a composition according to the invention to reduce nasolabial folds and bitterness folds; to increase the volume of the cheekbones, chin or lips; to restore the volume of the face, particularly the cheeks, temples, the oval of the face, and around the eyes; or to regenerate, hydrate, firm or restore the radiance of the skin, in particular by mesotherapy.
  • the hydrogel or the composition according to the invention is a hydrogel or an anti-aging composition.
  • the hydrogel or the composition according to the invention is administered more particularly by injection.
  • the present invention also relates to a method of cosmetic treatment, preferably anti-aging, of keratin materials, in particular of the skin, comprising at least one step of administering a hydrogel or a composition according to the invention on or through said keratin materials, more particularly by injection.
  • the administration may be an injection, in particular an intra-epidermal and/or intradermal and/or subcutaneous injection.
  • Administration by intra-epidermal and/or intradermal and/or subcutaneous injection according to the invention aims to inject a hydrogel or a composition of the invention into an epidermal, dermo-epidermal and/or dermal region.
  • the hydrogel or the composition according to the invention can also be administered by a supraperiosteal injection.
  • the hydrogel or the composition according to the invention can be injected using any of the methods known to those skilled in the art.
  • a hydrogel or a composition according to the invention can be administered by means of an injection device suitable for intra-epidermal and/or intradermal and/or subcutaneous and/or supra-periosteal injection.
  • the injection device may in particular be chosen from a syringe, a set of microsyringes, a laser or hydraulic device, an injection gun, a needle-free injection device, or a micro-needle roller.
  • the injection device may comprise any injection means usually used suitable for intraepidermal and/or intradermal and/or subcutaneous and/or supraperiosteal injection.
  • injection means may be a hypodermic needle or a cannula.
  • a needle or cannula according to the invention may have a diameter varying from 18 to 34 G, preferably between 25 and 32 G, and a length varying from 4 to 70 mm, and preferably from 4 to 25 mm.
  • the needle or cannula is advantageously single-use.
  • the needle or cannula is associated with a syringe or any other device making it possible to deliver said hydrogel or said injectable composition through the needle or cannula.
  • a catheter can be inserted between the needle/the cannula and the syringe.
  • the syringe can be operated manually by the practitioner or by a syringe support such as guns.
  • the injection device can be chosen from a syringe or a set of microsyringes.
  • the injection device can be adapted to the mesotherapy technique.
  • Mesotherapy is a treatment technique by intra-epidermal and/or intradermal and/or subcutaneous injection of a composition or a hydrogel.
  • the composition or the hydrogel is administered according to this technique by injection in the form of multiple small droplets at the level of the epidermis, the dermo-epidermal junction and/or the dermis in order, in particular, to produce a subcutaneous coating.
  • the mesotherapy technique is described in particular in the work “Treatise on mesotherapy” by Jacques LE COZ, Masson edition, 2004.
  • Mesotherapy carried out on the face is also called mesolift, or also under the Anglo-Saxon term “mesoglow”. Administration can also be topical.
  • it is a topical application on the surface of the skin, more particularly on the epidermis, even more particularly on the facial epidermis.
  • the present invention thus also relates to an injection device as described above comprising a hydrogel or a composition according to the invention.
  • the additional incidental biological effects of the hydrogels according to the invention can be studied in vitro and/or in vivo; said in vivo tests may for example include administration tests in small animals of a composition according to the invention vs. a comparative composition in order to monitor the appearance of biological effects, in particular the evaluation of the improvement in the quality of the skin in animals, in particular living humans (e.g. its hydration and/or its elasticity) and , after sacrifice of the animal, histological sections to study the possible modification of protein expression at the site of administration (coloring).
  • in vivo tests may for example include administration tests in small animals of a composition according to the invention vs. a comparative composition in order to monitor the appearance of biological effects, in particular the evaluation of the improvement in the quality of the skin in animals, in particular living humans (e.g. its hydration and/or its elasticity) and , after sacrifice of the animal, histological sections to study the possible modification of protein expression at the site of administration (coloring).
  • These in vivo tests can also include the evaluation of the quality of the skin in humans following the administration of a composition according to the invention vs. a comparative composition.
  • Said in vitro tests include tests on dermal cells (such as fibroblasts) for cytotoxicity, viability, protein expression (ELISA) in particular for the expression of hyaluronic acid, elastin, fibrillin, aquaporin and/or collagens of different types and gene expression (e.g., genes coding for hyaluronic acid, elastin, fibrillin, aquaporin and/or collagens of different types).
  • dermal cells such as fibroblasts
  • ELISA protein expression
  • the viscoelastic properties of the prototypes obtained were measured using a rheometer (DHR-2) having a stainless steel cone (1° - 40 mm) with cone-plane geometry and an anodized aluminum peltier plane (42 mm) (air gap 24 p.m.).
  • the elastic modulus G’, the viscous modulus G” and the phase angle 5 are reported for a stress of 5 Pa.
  • T The constraint at the crossing of G’ and G” denoted T subsequently is determined at the crossing of the curves of the modules G’ and G”, and is expressed in Pascal.
  • the gel is deposited on the Peltier plane with an initial air gap of 2.60mm. The gel is then compressed at a constant speed of 100 pm/s to 70% of the initial air gap, at 25°C. The cohesiveness of the gel is measured at the end of the compression stroke.
  • the extrusion forces (in Newton) of the prototypes packaged in syringes were conducted using a test bench (Mecmesin 2.5-dV) equipped with a dynamometer (Mecmesin AFG 100N) at a constant speed of 12.5 mm. /min, over a distance of 2.5 cm, through a 27G 2” needle and at room temperature.
  • the extrusion force results correspond to the average of the average extrusion forces on at least 3 samples.
  • 1 mL of product studied is placed on a smooth and hard surface, e.g. a laboratory bench.
  • a smooth and hard surface e.g. a laboratory bench.
  • the operator exerts pressure on the product so as to compress it against the surface then raises his index finger at a speed of around cm/sec, to a height of approximately 2cm of the surface.
  • a photograph is taken when the index finger is at a height of approximately 2cm from the surface. If the gel has broken, the gel is not stringy or has a weak stringiness. If the gel is not broken, it has an acceptable stringy character.
  • a month means 31 days.
  • Example 1 Study of the influence of the state, solid or liquid, of the reaction medium for functionalization and the sol-gel reaction
  • Prototype No. 1 (comparative) and prototype No. 2 according to the invention are each prepared in the following manner:
  • 3- GPTMS is added to the sterile bag at a level of 0.35 moles of GPTMS per 1 mole of NaHA repeat unit,
  • the mixture is diluted with water for injection to a concentration of 20 mg of hyaluronic acid/g of gel,
  • the gel prepared has lower viscoelastic properties (G' and stress at the crossing of G' and G ” lower, phase angle 5 increased) than when the medium is solid, frozen in accordance with the invention, at a temperature of -20°C (prototype 2 - in accordance with the invention).
  • prototype 2 Only the gel according to the invention (prototype 2) has acceptable properties for the therapeutic, cosmetic and aesthetic applications targeted by the present invention (constraint at the crossing of G' and G” greater than 50 Pa (208 ⁇ 25 Pa) and G ' greater than 20 Pa (221 ⁇ 21 Pa)). On the contrary, the comparative gel (prototype 1) does not present acceptable properties (constraint at the crossing of G’ and G” less than 50 Pa (29 ⁇ 17 Pa)).
  • Example 2 Influence of temperature for the preparation of hydrogels according to the invention
  • Prototypes No. 3 (according to the invention), No. 4 (comparative), No. 5 (comparative) are each prepared in the following manner:
  • 2- GPTMS is added to the sterile bag at a level of 0.35 moles of GPTMS per 1 mole of NaHA repeat unit
  • the mixture is diluted with phosphate buffer saline to a concentration of 23 mg of hyaluronic acid/g of gel,
  • the mixture is homogenized for at least 16 hours and up to 24 hours using a three-dimensional stirrer,
  • the prototype according to the invention (prototype 3) has higher viscoelastic properties and cohesivity than the prototypes prepared according to the comparative methods (prototype 4 and 5).
  • the gel prepared has a G' and a stress at the intersection of the G' and G” higher as well as a lower phase angle than a prototype prepared with a liquid reaction medium, at room temperature or at 52°C (prototypes 4 and 5 - comparative).
  • Prototypes No. 6 (comparative) and No. 7 to 9 (according to the invention) are each prepared in the following manner:
  • 2- GPTMS is added to the sterile bag at the level of 0.21 moles of GPTMS for 1 mole of repeating unit of NaHA and 0.004 moles of BDDE for 1 mole of repeating unit of NaHA,
  • the mixture is diluted with phosphate buffer saline to a concentration of 23 mg of HA/g of gel,
  • Figure 1 presents the photo of the qualitative study of the stringy nature of prototype 6.
  • Figure 2 presents the photo of the qualitative study of the stringy nature of prototype 7.
  • Figure 3 presents the photo of the qualitative study of the stringy nature of prototype 8.
  • Figure 4 presents the photo of the qualitative study of the stringy nature of prototype 9.
  • All prototypes 6 to 9 are gels (phase angles less than 45°), injectable (extrusion forces between 5 and 25N) and have acceptable properties for therapeutic, cosmetic and aesthetic applications targeted by the present invention (constraints at the intersection of G' and G” greater than 50 Pa and G' greater than 20 Pa).
  • the process according to the invention results in the preparation of very stringy gels (prototypes 7 to 9), which is not the case with the comparative process. This stringy/non-stringy character is visible in the respective photographs of prototypes 6 to 9 in Figures 1 to 4.
  • Prototypes 7, 8 and 9 according to the invention have higher elastic properties (higher G' and lower phase angle) than comparative prototype 6.
  • the state, liquid or solid, of the reaction medium during the concomitant functionalization and sol-gel reaction steps therefore has an influence on the viscoelastic properties of the gels prepared.
  • Example 4 Processes for preparing gels based on hyaluronic acid and GPTMS using different levels of GPTMS functionalization
  • Prototypes No. 10 to 12 according to the invention are each prepared as follows:
  • the GPTMS is added to the sterile bag respectively at the level of:
  • the mixture is homogenized for at least 16 and up to 24 hours using a three-dimensional stirrer,
  • All prototypes 10 to 12 are gels (phase angles less than 45°), injectable (extrusion forces between 5 and 25N) and have acceptable properties for therapeutic, cosmetic and aesthetic applications targeted by the present invention (constraints at the intersection of G' and G” greater than 50 Pa and G' greater than 20 Pa).
  • Example 5 Process for preparing a hydrogel based on hyaluronic acid and GPTMS in which only the advanced condensation step is carried out at -20°C.
  • Prototypes No. 13 and 14 according to the invention are each prepared as follows:
  • 2- GPTMS is added to the sterile bag respectively at a level of 0.35 moles of GPTMS per 1 mole of repeating unit of NaHA,
  • the bag containing the mixture is placed at -20°C, for 1 month, the pH of the mixture is approximately 13, the reaction medium is then in solid form; the mixture is then thawed at room temperature by taking the bag out of the freezer and leaving it at room temperature until the mixture returns to room temperature in the bag,
  • step 6 follows step 4,
  • the mixture is diluted with phosphate buffer saline to a concentration of 23 mg of HA/g of gel,
  • the mixture is homogenized for at least 16 and up to 24 hours using a three-dimensional stirrer,
  • the functionalization and freezing steps were separated in order to visualize their influence on the properties of the gel. We can thus observe that the freezing step makes it possible to improve the sol-gel reaction and thus obtain a gel with greater elastic properties.
  • Prototypes No. 15 to 18 according to the invention are each prepared as follows:
  • 2- GPTMS is added to the sterile bag at a level of 0.21 moles of GPTMS per 1 mole of NaHA repeat unit
  • the mixture is diluted with phosphate buffer saline to a concentration of 23 mg of HA/g of gel,
  • the mixture is homogenized for at least 16 and up to 24 hours using a three-dimensional stirrer,
  • Figure 5A presents the photo of 1mL of prototype 15 deposited on a smooth and hard surface before the qualitative study of its stringy character.
  • Figure 5B presents the photo of the qualitative study of the stringiness of prototype 15.
  • Figure 6A presents the photo of 1mL of prototype 16 deposited on a smooth and hard surface before the qualitative study of its stringiness.
  • Figure 6B presents the photo of the qualitative study of the stringiness of prototype 16.
  • Figure 7A presents the photo of 1mL of prototype 17 deposited on a smooth and hard surface before the qualitative study of its stringiness.
  • Figure 7B presents the photo of the qualitative study of the stringiness of prototype 17.
  • Figure 8A presents the photo of 1mL of prototype 18 deposited on a smooth and hard surface before the qualitative study of its stringiness.
  • Figure 8B presents the photo of the qualitative study of the stringy nature of prototype 18.
  • All prototypes 15 to 18 are gels (phase angles less than 45°). All prototypes 15 to 18 have acceptable properties for therapeutic, cosmetic and aesthetic applications targeted by the present invention (constraints at the intersection of G’ and G” greater than 50 Pa and G’ greater than 20 Pa).
  • Example 7 Processes for preparing gels based on hyaluronic acid and APTES Prototypes No. 19 to 20 according to the invention are each prepared as follows:
  • 3- APTES is added to the mixture of hyaluronic acid, EDC and NHS dropwise to obtain a molar ratio in moles of APTES per mole of disaccharide unit of hyaluronic acid of 0.2.
  • the pH is controlled and, if necessary, adjusted to reach a pH between 4.5 and 6.5 with 1M HCl or 0.25M NaOH,
  • prototype 20 is placed for 48 hours at -20°C while prototype 19 is directly treated according to the following steps,
  • the product is diluted with phosphate buffer saline to a concentration of 23 mg of HA/g of gel,
  • the mixture is homogenized for at least 16 hours and up to 24 hours using a three-dimensional stirrer,

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Abstract

La présente divulgation concerne un procédé de préparation d'un hydrogel comprenant un polysaccharide réticulé, en particulier, un procédé de préparation d'un hydrogel injectable comprenant de l'acide hyaluronique réticulé. La présente invention concerne également un hydrogel, de préférence injectable, susceptible d'être obtenu par le procédé, une composition comprenant l'hydrogel, et les utilisations de cet hydrogel.

Description

DESCRIPTION
TITRE : PROCEDE DE PREPARATION D’UN HYDROGEL COMPRENANT UN POLYSACCHARIDE SILYLE RETICULE
DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention concerne un procédé de préparation d’un hydrogel comprenant un polysaccharide réticulé, en particulier, un procédé de préparation d’un hydrogel injectable comprenant de l’acide hyaluronique réticulé. La présente invention concerne également un hydrogel, de préférence injectable, susceptible d’être obtenu par le procédé, une composition comprenant l’hydrogel, et les utilisations de cet hydrogel.
ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE
Les hydrogels de polysaccharides sont utilisés dans divers domaines comme dans les domaines esthétique, cosmétique et thérapeutique. Ils peuvent notamment se substituer aux tissus biologiques. En particulier, les gels d’acide hyaluronique (HA) trouvent des applications en ophtalmologie, en parodontologie, en rhumatologie ou encore en chirurgie esthétique. Les hydrogels d’acide hyaluronique sont utilisés notamment pour combler des tissus mous, de préférence la peau, présentant des défauts volumiques tels que des rides, des cicatrices ou pour augmenter le volume de tissus mous.
Pour obtenir des gels d’acide hyaluronique avec des propriétés mécaniques, une durabilité in vivo et une résistance à la dégradation souhaitables pour le comblement des tissus mous, l’acide hyaluronique est généralement réticulé avec un ou plusieurs agent(s) réticulant. Les agents réticulants conventionnels possèdent au moins deux fonctions réactives avec des groupements fonctionnels présents sur le polysaccharide qui leur permettent de lier des molécules de polysaccharide entre elles et donc de les réticuler. De ce fait, ces agents réticulants présentent une certaine toxicité in vivo car leurs au moins deux fonctions réactives avec des groupements fonctionnels présents sur le polysaccharide sont aussi réactives avec des groupements présents sur des biopolymères et peuvent leurs permettre de réagir également avec des biopolymères tels que les peptides, les glucides et l’ADN et donc de les réticuler.
Pour des questions de biocompatibilité et de sécurité des produits, il est donc souhaitable de diminuer les quantités d’agent réticulant conventionnellement utilisées afin de conserver un polysaccharide le moins modifié possible. Néanmoins, en deçà d’un certain seuil, les gels préparés ne présentent plus des propriétés adaptées. Notamment, des gels d’acide hyaluronique réticulé au 1 ,4-butanediol diglycidyl éther (BDDE) avec un degré de modification d’environ 1% sont très peu cohésifs.
Pour répondre à ce problème, différentes modifications de paramètres de procédé ont déjà été essayées.
Notamment, il a déjà été proposé de modifier le milieu de réticulation par ajout de différents sels d’halogénures alcalins ou de phosphates, ou par augmentation de la concentration en acide hyaluronique et/ou en NaOH (WC2014/064633, WO2016/096920, WC2017/016917).
L’ajustement de la durée et de la température de la réaction de réticulation a également été étudié (Facile strategy involving low-temperature chemical cross-linking to enhance the physical and biological properties of hyaluronic acid hydrogel, Carbohydrate Polymers, 2018, Sukwha Kim) et certains ont réussi à préparer des gels d’acide hyaluronique, ou de chitosan, réticulés avec des quantités en agent réticulant conventionnel plus faibles grâce à la congélation de leurs milieux de réactions (Preparation and physical properties of hyaluronic acid-based cryogels, Journal of Applied Polymer Science, 2015, Anna Strôm et al.; Chitosan gels and cryogels crosslinked with diglycidyl ethers of ethylene glycol and polyethylene glycol in acidic media, Biomacromolecules, 2019, Svetlana Bratskaya et al. et Hyaluronic acid cryogels with non-cytotoxic crosslinker genipin, Materials Letters, Joahanna Roether). Néanmoins, les gels ainsi obtenus ne sont pas homogènes.
Il est donc toujours souhaitable de trouver un moyen de diminuer davantage les quantités d’agent réticulant conventionnel utilisé pour obtenir des gels de polysaccharide réticulé, tel que d’acide hyaluronique réticulé, avec des propriétés mécaniques adaptées au comblement des tissus mous.
Par ailleurs, il a été envisagé de fonctionnaliser des biopolymères, tels que l’acide hyaluronique, avec des groupes alcoxysilanes capables de réagir entre eux par réaction de condensation sol-gel pour former des liaisons Si-O-Si. Les gels préparés sont ainsi réticulés sans agent réticulant conventionnel. Cela est notamment illustré dans WO2011/089267 et WO2017/009200. Néanmoins, ce type de gels utilisant uniquement des dérivés du silicium sont peu stables à la stérilisation à la chaleur et deviennent des solutions après traitement. D’ailleurs, ni WO2011/089267, ni W02017/009200 n’applique une telle étape de stérilisation finale. De plus, il est à noter que WO2011/089267 n’aboutit pas à la formation d’un gel avec des propriétés mécaniques souhaitables pour être injecté. Les réactions de condensation sol-gel sont connues pour être favorisées à des pH proches de la neutralité et/ou en milieu déshydraté notamment obtenu par séchage (Lee et al., One-pot synthesis of silane-modified hyaluronic acid hydrogels for effective antibacterial drug delivery via sol-gel stabilization, Colloids and surfaces B : Biotinterfaces, 2019, 174:308-315). Néanmoins, ces conditions présentent plusieurs inconvénients. En effet, à pH proche de la neutralité, à température ambiante, sans séchage, la probabilité de rencontre entre deux groupements silanol reste faible et un nombre insuffisant de liaisons Si-O-Si sont formées. Lors d’un séchage : les chaînes de polymères sensibles à la chaleur, comme l’acide hyaluronique, se dégradent et génèrent des fragments de polymères de bas poids moléculaire dont la biocompatibilité est incertaine ; la concentration en polymère dans le milieu de réaction est difficile à contrôler ; des gradients de températures se créent dans le milieu de réaction qui est alors inhomogène ; une génération de bulles est possible ; et un assèchement du gel final est possible.
Il existe donc encore un besoin de fournir de nouveaux hydrogels à base de polysaccharide réticulé, notamment d’acide hyaluronique réticulé, contenant des quantités moindres d’agent réticulant conventionnel tel que le BDDE, voire ne contenant pas du tout d’agent réticulant conventionnel, et avantageusement pouvant être injectés et/ou stérilisés.
RESUME
La présente invention porte sur un procédé de préparation d’un hydrogel, de préférence injectable, comprenant les étapes suivantes : a) fourniture d’au moins un polysaccharide ; b) fourniture d’au moins une molécule de formule Chem. I :
Figure imgf000004_0001
ou un sel de celle-ci, dans laquelle :
T représente un groupement isocyanate, amino, époxyde, carboxyle, N- succinimidyloxycarbonyle, N-sulfosuccinimidyloxycarbonyle, halogénocarbonyle, isothiocyanate, vinyle, formyle, hydroxyle, sulfhydryle, hydrazino, acylhydrazino, aminoxy, carbodiimide, ou un résidu d’anhydride d’acide ; A représente une liaison chimique ou un groupement espaceur ;
R5 et R6, identiques ou différents, représentent un atome d'hydrogène ; un atome d'halogène ; un groupement -OR4 avec R4 représentant un atome d'hydrogène, un groupement aryle ou un groupe hydrocarboné aliphatique comportant de 1 à 6 atomes de carbone ; un aryle ; ou un groupe hydrocarboné aliphatique comportant de 1 à 6 atomes de carbone éventuellement substitué par un ou plusieurs groupe(s) choisis parmi un atome d’halogène, un aryle et un hydroxyle ;
R10 représente un atome d’hydrogène, un groupement aryle ou un groupe hydrocarboné aliphatique comportant de 1 à 6 atomes de carbone ; c) fonctionnalisation du polysaccharide avec au moins une molécule de formule Chem.
I ; d) réticulation par réaction sol-gel du polysaccharide fonctionnalisé pour donner un hydrogel ; dans lequel l’étape d) comprend une réticulation par réaction sol-gel réalisée dans un milieu réactionnel à un pH supérieur ou égal à 9 et inférieur à 14, à une pression P inférieure ou égale à la pression atmosphérique et à une température T supérieure à la température du point eutectique du milieu réactionnel telle que mesurée à la pression P et inférieure à la température du point de congélation du milieu réactionnel telle que mesurée à la pression P, pendant une durée t allant de 2 semaines à 17 semaines, ou dans lequel l’étape d) comprend une réticulation par réaction sol-gel réalisée dans un milieu réactionnel à un pH supérieur ou égal à 6,8 et inférieur ou égal à 7,8, à une pression P inférieure ou égale à la pression atmosphérique et à une température T supérieure à la température du point eutectique du milieu réactionnel telle que mesurée à la pression P et inférieure à la température du point de congélation du milieu réactionnel telle que mesurée à la pression P, pendant une durée t comprise entre 1h et 48 heures.
La présente invention porte également sur un hydrogel susceptible d’être obtenu par un procédé tel que décrit précédemment et ci-après, ainsi que sur une composition cosmétique ou pharmaceutique comprenant un tel hydrogel.
Enfin, la présente invention porte sur un tel hydrogel ou une telle composition pour son utilisation dans le comblement et/ou le remplacement de tissus ; pour prévenir et/ou traiter l’altération des propriétés viscoélastiques ou biomécaniques de la peau ; pour combler des défauts volumiques de la peau, notamment pour combler des rides, des ridules et des cicatrices; pour atténuer les sillons naso-géniens et plis d’amertumes ; pour augmenter le volume des pommettes, du menton ou des lèvres ; pour rétablir les volumes du visage, notamment des joues, des tempes, de l’ovale du visage, et du pourtour de l’œil; pour réduire l’apparition des rides et ridules; ou pour régénérer, hydrater, raffermir ou restaurer l’éclat de la peau, notamment par mésothérapie.
L’invention porte également sur l’utilisation d’un tel hydrogel ou d’une telle composition, la composition comprenant au moins un principe actif cosmétique, pour la libération modifiée, retardée ou prolongée de principes actifs cosmétiques.
D’autres aspects de l’invention sont tels que décrits dans les revendications et ci-après.
DEFINITIONS
Le terme « gel » désigne un réseau de polymères qui est dilaté dans tout son volume par un fluide. Cela signifie qu'un gel est formé de deux milieux, l’un « solide » et l’autre « liquide », dispersés l'un dans l'autre. Le milieu dit « solide » est constitué de longues molécules polymères connectées entre elles par des liaisons faibles (par exemple des liaisons hydrogène) ou par des liaisons covalentes (réticulation). Le milieu liquide est constitué d’un solvant. Un gel correspond généralement à un produit qui possède un angle de phase 5 inférieur ou égal à 45° à 1 Hz pour une déformation de 0,1 % ou une pression de 1 Pa, avantageusement un angle de phase 5 allant de 2° à 45° ou allant de 20° à 45°.
Le terme « hydrogel » désigne un gel tel que défini ci-dessus dans lequel le solvant constituant le milieu liquide est majoritairement de l'eau (par exemple au moins 90%, en particulier au moins 95%, notamment au moins 99% en poids du milieu liquide). De manière préférée, le milieu liquide comprend, notamment consiste en, une solution tampon, permettant avantageusement un pH du milieu liquide compris entre 6,8 et 7,8, notamment un tampon phosphate salin.
Le terme « gel injectable » désigne un gel qui peut s’écouler et être injecté manuellement au moyen d’une seringue munie d'une aiguille de diamètre allant de 0,1 à 0,5mm, par exemple d’une aiguille hypodermique de 30 G, 27 G, 26 G, 25 G. Préférentiellement, un « gel injectable » est un gel présentant une force d’extrusion moyenne inférieure ou égale à 25N, de préférence allant de 5 à 25 N, encore de préférence allant de 8 à 15 N, lors d’une mesure avec un dynamomètre, à une vitesse fixe d’environ 12,5mm/min, dans des seringues de diamètre externe supérieur ou égal à 6,3mm, avec une aiguille de diamètre externe inférieur ou égal à 0,4mm (27 G) et de longueur 1 ”, à température ambiante.
Le caractère « filant » d’un produit désigne sa capacité à être étiré entre deux surfaces auxquelles il a adhéré. Le caractère filant peut être déterminé à l’aide d’un texturomètre, d’une analyse sensorielle effectuée par un panel, ou encore de mesures rhéologiques et mécaniques incluant notamment la mesure de l’angle de phase (5) ou des tests de traction. Notamment, ce caractère peut être mesuré comme décrit par P. Micheels et al. (Micheels et al., Comparison of two swiss-designed hyaluronic acid gels : six-month clinical follow-up, Journal of Drug in Dermatology, 2017, 16:154-161, « Resistance to stretching ») ou en réalisant un test de Tack et en mesurant la longueur des fils de gel en traction.
Le terme « polysaccharide » désigne un polymère composé de monosaccharides (préférentiellement des énantiomères D) joints entre eux par des liaisons glycosidiques. Le terme « monosaccharide », encore appelé « ose » désigne un monosaccharide non modifié ou modifié.
Un « monosaccharide non modifié » désigne un composé de formule H-(CHOH)X-CO- (CHOH)y-H avec x et y représentant, indépendamment l’un de l’autre, un nombre entier allant de 0 à 5 à la condition que 2 < x+y < 5, le monosaccharide pouvant se trouver sous une forme linéaire représentée par la formule susmentionnée ou pouvant se trouver sous une forme cyclisée par réaction de la fonction CO (aldéhyde ou cétone) avec l’un des groupes OH pour former un groupe hémiacétal ou hémicétal. De préférence, le monosaccharide est sous forme cyclisée. Il existe deux types d’ose : les aldoses qui portent une fonction aldéhyde (quand x ou y vaut 0) et les cétoses qui portent une fonction cétone (quand ni x, ni y vaut 0). Les monosaccharides sont classés par nombre de carbones. Par exemples les monosaccharides à 6 carbones (x+y=5) sont les hexoses de formule CeH^Oe et peuvent être l’ai lose, l’altrose, le glucose, le mannose, le gulose, l’idose, le galactose ou le talose. Les monosaccharides à 5 carbones (x+y=4) sont les pentoses de formule C5H10O5 et peuvent être le ribose, l’arabinose, le xylose, ou le lyxose. De préférence, le monosaccharide est un hexose, c’est-à-dire que x+y = 5. Un monosaccharide comprend en outre x+y carbones asymétriques et donc 2(x+y-1) paires d’énantiomères. Chaque paire d’énantiomères est désignée par un nom différent et les énantiomères d’une même paire sont qualifiés respectivement d’énantiomères D et L.
Un « monosaccharide modifié » désigne un monosaccharide non modifié tel que défini ci-dessus dont, par exemple :
- un ou plusieurs des groupes fonctionnels OH ont été remplacés par un autre groupe fonctionnel, par exemple :
(i) un groupe OR avec R représentant un groupe (Ci-Cejalkyle tel que méthyle ou éthyle ; hydroxy-(Ci-C6)alkyle tel qu’hydroxyéthyle (-CH2CH2OH) ou hydroxypropyle (-CH2- CH(OH)-CH3) ; carboxy-(Ci-Ce)alkyle tel que carboxyméthyle (-CH2COOH) ; ou CO-(Ci- Ce)alkyle tel qu’acétyle ; et/ou
(ii) un groupe NR’R” avec R’ et R” représentant, indépendamment l’un de l’autre, H, (C1- Ce)alkyle ou CO-(Ci-Ce)alkyle tel qu’acétyle ; et/ou
(iii) un groupe OSO3H ; et/ou
- la ou les fonctions CH2OH terminales ont été remplacées par un groupe COOH ou CHO ;
- une liaison -CH(OH)-CH(OH)- est oxydée pour donner deux groupes -CHO (aldéhyde) terminaux en lieu et place de cette liaison ; et/ou
- une fonction CH2OH terminale a été condensée avec un groupe fonctionnel OH pour former une chaîne -O-CH2-.
L’expression « unité de répétition » d’un polysaccharide désigne un motif structurel constitué d’un ou plusieurs (généralement 1 ou 2) monosaccharides dont la répétition produit la chaîne de polysaccharide complète.
Une partie ou l’ensemble des monosaccharides peut être sous une forme modifiée. Les monosaccharides, lorsqu’ils sont modifiés, peuvent être sous différentes formes modifiées.
Le terme « physiologiquement acceptable » désigne ce qui est généralement sûr, non toxique et ni biologiquement ni autrement non souhaitable et qui est acceptable pour une utilisation cosmétique (c’est-à-dire non thérapeutique) ou thérapeutique humaine ou vétérinaire, notamment pour une utilisation par injection dans le corps humain ou animal ou pour une application topique sur la peau.
Les « sels » utiles dans le cadre de la présente invention sont de préférence des sels physiologiquement acceptables. Les termes « sels physiologiquement acceptables » désignent notamment :
1) les sels d’addition d’acide pharmaceutiquement acceptable formés avec des acides inorganiques pharmaceutiquement acceptables tels que l’acide chlorhydrique, l’acide bromhydrique, l’acide sulfurique, l’acide nitrique, l’acide phosphorique et similaires ; ou formés avec des acides organiques pharmaceutiquement acceptables tels que l’acide formique, l’acide acétique, l’acide benzènesulfonique, l’acide benzoïque, l’acide camphresulfonique, l’acide citrique, l’acide éthane-sulfonique, l’acide fumarique, l’acide glucoheptonique, l’acide gluconique, l’acide glutamique, l’acide glycolique, l’acide hydroxynaphtoïque, l'acide 2-hydroxyéthanesulfonique, l’acide lactique, l’acide maléique, l’acide malique, l’acide mandélique, l’acide méthanesulfonique, l’acide muconique, l’acide 2-naphtalènesulfonique, l’acide propionique, l’acide salicylique, l’acide succinique, l’acide dibenzoyl-L-tartrique, l’acide tartrique, l’acide p- toluènesulfonique, l’acide triméthylacétique, l’acide trifluoroacétique et similaires, et
2) les sels d’addition de base pharmaceutiquement acceptable formés lorsqu’un proton acide présent dans le composé parent est soit remplacé par un ion métallique, par exemple un ion de métal alcalin (e.g. Na, K), un ion de métal alcalino-terreux (e.g., Ca, Mg), un ion de zinc, un ion d’argent ou un ion d'aluminium ; soit coordonné avec une base organique pharmaceutiquement acceptable telle que la diéthanolamine, l’éthanolamine, N-méthylglucamine, la triéthanolamine, la trométhamine et similaires ; ou avec une base inorganique pharmaceutiquement acceptable telle que l’hydroxyde d’aluminium, l’hydroxyde de calcium, l’hydroxyde de potassium, le carbonate de sodium, l’hydroxyde de sodium et similaires.
Le « degré de modification » (MOD) d’un polysaccharide, tel que l’acide hyaluronique, correspond à la quantité molaire d’agent modifiant, telle que la quantité d’agent réticulant et/ou d’agent de fonctionnalisation liée au polysaccharide, par une ou plusieurs de ses extrémités, exprimée pour 100 moles d’unités de répétition du polysaccharide. Il peut être déterminé par des méthodes connues de l’homme du métier telle que la spectroscopie de Résonance Magnétique Nucléaire (RMN).
Le « degré de fonctionnalisation » (DOF) correspond à la quantité molaire d’agent de fonctionnalisation liée au polysaccharide, par une extrémité, exprimée pour 100 moles d’unités de répétition du polysaccharide. Il peut être déterminé par des méthodes connues de l’homme du métier telle que la spectroscopie de Résonance Magnétique Nucléaire (RMN).
Le « taux de réticulation molaire » (TR), exprimé en %, désigne le rapport molaire de la quantité d’agent réticulant par rapport à la quantité d’unité de répétition du polysaccharide introduite dans le milieu réactionnel de réticulation exprimé pour 100 moles d’unités de répétition du polysaccharide dans le milieu de réticulation.
Le « taux de fonctionnalisation molaire », exprimé en %, désigne le rapport molaire de la quantité d’agent de fonctionnalisation par rapport à la quantité d’unité de répétition du polysaccharide utilisé dans le milieu réactionnel de réticulation exprimé pour 100 moles d’unités de répétition du polysaccharide dans le milieu de fonctionnalisation.
L’expression « taux de modification molaire » désigne le rapport molaire de la quantité d’agent modifiant (e.g., agent réticulant et/ou molécule de formule Chem. I en tant qu’agent de fonctionnalisation) par rapport à la quantité d’unité de répétition du polysaccharide utilisé dans le milieu de modification. L’expression « principe actif thérapeutique » désigne une substance pour guérir, soulager les symptômes et/ou prévenir une maladie ; une substance possédant des propriétés curatives ou préventives à l’égard des maladies humaines ou animales, ainsi que toute substance pouvant être utilisée chez l’homme ou chez l’animal ou pouvant leur être administrée, en vue d’établir un diagnostic médical ou de restaurer, corriger ou modifier leurs fonctions physiologiques en exerçant une action pharmacologique, immunologique ou métabolique.
L’expression « principe actif cosmétique » désigne toute substance non thérapeutique notamment destinée à être mise en contact avec diverses parties superficielles du corps humain, tel que l'épiderme, les systèmes pileux et capillaires, les ongles, les lèvres, la poitrine et les dents, en vue, exclusivement ou principalement, de les nettoyer, protéger, parfumer, maintenir en bon état, modifier leur aspect ou l'odeur.
Le terme « environ » désigne que la valeur concernée peut être inférieure ou supérieure de 10%, notamment de 5%, en particulier de 1%, à la valeur indiquée.
Un « milieu réactionnel aqueux » désigne un milieu réactionnel dont le solvant est majoritairement de l’eau (par exemple au moins 90%, en particulier au moins 95%, notamment au moins 99% en poids du solvant total) voire est de l’eau.
L’expression « groupement espaceur » désigne un fragment comprenant au moins un atome visant à lier ensemble deux groupements chimiques au sein d’une même molécule. Préférentiellement, le groupement espaceur contient au moins un atome de carbone.
Le terme « halogène » désigne un atome de fluor, chlore, brome ou iode.
Un groupement « époxyde » est un résidu d’oxyde d’éthylène lié au reste de la molécule par l’un de ses atomes de carbone.
Un groupement « N-succinimidyloxycarbonyle » est un groupe de formule Chem. GR1 ci-dessous : -sulfosuccinimidyloxycarbonyle» est un groupe de formule Chem.
Figure imgf000010_0001
Un groupement « halogénocarbonyle » est un groupement de formule -CO-Hal avec Hal représentant un halogène, tel que Cl ou Br.
Un groupement « carbodiimide » est un groupe comprenant un motif -N=C=N-, et plus particulièrement un groupement de formule -N=C=N-Ra avec Ra représentant un groupe hydrocarboné aliphatique comportant de 1 à 20 atomes de carbone, de préférence un groupe (C1-C6)alkyle, dont un ou plusieurs atomes de carbone sont éventuellement remplacés par un hétéroatome choisi parmi O, S et N, notamment N.
Un « résidu d’anhydride d’acide » est un groupe comprenant un motif -C(O)-O-C(O)-, et plus particulièrement un groupement cyclique monovalent comprenant le motif-C(O)-O- C(O)-, tel qu’un groupe monocyclique monovalent hydrocarboné saturé comprenant 5 à 10, notamment 5 ou 6, atomes de carbone dont trois atomes de carbone successifs sont remplacés par C(O)-O-C(O) et éventuellement dont un ou plusieurs, notamment un, atomes de carbone additionnels, de préférence non consécutifs aux trois atomes de carbone substitués par CO-O-CO, sont chacun remplacés par un hétéroatome tel que N, O ou S, notamment N. Le résidu d’anhydride d’acide peut répondre en particulier à la formule Chem. GR3 suivante :
Figure imgf000011_0001
Le résidu d’anhydride d’acide peut aussi être choisi parmi un résidu d’anhydride maléique ou un résidu d’anhydride succinique.
L’expression « chaîne hydrocarbonée aliphatique » ou « groupe hydrocarboné aliphatique » désigne un groupe hydrocarboné linéaire, ramifié et/ou cyclique, saturé ou insaturé mais non aromatique, avantageusement comprenant de 1 à 50, notamment de 1 à 20, par exemple de 1 à 12 ou de 1 à 6 atomes de carbone. Il s’agira en particulier de groupes alkyles.
L’expression « chaîne hydrocarbonée aliphatique ramifiée » désigne spécifiquement une chaîne hydrocarbonée aliphatique principale comprenant au moins une chaîne hydrocarbonée aliphatique secondaire.
L’expression « chaîne hydrocarbonée aliphatique étoilée » désigne une chaîne hydrocarbonée aliphatique ramifiée comprenant plusieurs chaînes hydrocarbonées aliphatiques secondaires partant toutes d’un seul point de ramification.
L’expression « alkyle en C1 -Cx » ou « (Cl-Cx)alkyle » ou encore « alkyle comportant de 1 à x atomes de carbone » désigne un groupe hydrocarboné monovalent saturé, linéaire ou ramifié, comportant de 1 à x atomes de carbone, avec x un nombre entier, comme par exemple un groupement méthyle, éthyle, isopropyle, tertio-butyle, n-pentyle, cyclopropyle, cyclohexyle, etc.
L’expression « (Cl-Cx)alkylène » désigne un groupement hydrocarboné divalent saturé, linéaire ou ramifié, comportant de 1 à x atomes de carbone, avec x un nombre entier, comme par exemple un groupement methane-1 ,1-diyle, ethane-1 ,1-diyle, ethane-1 ,2- diyle, propane-1 ,3-diyle, butane-1 ,4-diyle, butane-1 ,3-diyle, butane-1 ,2-diyle, pentane- 1 ,5-diyle, hexane-1 ,6-diyle, hexane-1 ,5-diyle, heptane-1 ,7-diyle, octane-1 ,8-diyle, nonane-1 ,9-diyle, decane-1 ,10-diyle, etc. Il s’agit notamment d’un groupe methane-1 ,1- diyle ou propane-1 ,3-diyle.
L’expression « hydroxy-(C1-Cx)alkyle » désigne un groupement (Cl-Cx)alkyle tel que défini ci-dessus substitué par un groupe hydroxyle (OH) comme par exemple un hydroxyéthyle (-CH2CH2OH) ou un hydroxypropyle (par ex. -CH2-CH(OH)-CH3).
L’expression « carboxy-(C1-Cx)alkyle » désigne un groupement (Cl-Cx)alkyle tel que défini ci-dessus substitué par un groupe carboxyle (COOH) comme par exemple un carboxyméthyle (-CH2COOH).
L’expression « aryle » désigne un groupement hydrocarboné aromatique monovalent, comportant de préférence de 6 à 10 atomes de carbone, comprenant un ou plusieurs cycles, comme par exemple un groupement phényle, ou naphtyle.
L’expression « arylène » désigne un groupement hydrocarboné aromatique divalent, comportant de préférence de 6 à 10 atomes de carbone, comprenant un ou plusieurs cycles, comme un groupe phénylène.
L’expression « aryle-(C1-Cx)alkyle » désigne un groupe aryle tel que défini ci-dessus, lié au reste de la molécule par l’intermédiaire d’une chaîne (Cl-Cx)alkyle telle que définie ci-dessus avec x un nombre entier, comme par exemple le groupe benzyle ou encore phényléthyle.
L’expression « groupe polyvalent » désigne un groupe pouvant former plusieurs liaisons covalentes avec d’autres groupes d’un même composé ou de deux composés différents. Les liaisons aux autres groupes peuvent être formées à partir d’un même atome du groupe polyvalent ou de différents atomes du groupe polyvalent, et de préférence à partir de différents atomes du groupe polyvalent. En particulier, le groupe polyvalent est un groupe divalent et peut donc former deux liaisons covalentes avec deux autres groupements d’un même composé ou de deux composés différents. Le nombre de liaisons covalentes pouvant être formées désigne la « valence » du groupe polyvalent. L’expression « en partie concomitante » telle qu’utilisée dans des expressions du type « les étapes b) et c) sont en partie concomitantes » signifie que les deux étapes sont réalisées en partie, en même temps, dans les mêmes conditions réactionnelles, mais qu’au moins l’une des deux étapes est initiée ou terminée dans des conditions réactionnelles différentes des conditions réactionnelles communes.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
Pour pallier aux inconvénients précités, les inventeurs proposent de fonctionnaliser le polysaccharide à l’aide d’une molécule (désignée ici agent de fonctionnalisation ou molécule de formule Chem. I) comprenant une seule fonction capable de réagir avec un groupe fonctionnel du polysaccharide et un groupe silylé capable de réagir avec un autre groupe silylé via une réaction sol-gel de sorte à permettre la réticulation du polysaccharide et former un hydrogel. La réticulation par réaction sol-gel est, au moins partiellement, réalisée à une pression P inférieure ou égale à la pression atmosphérique et à une température T supérieure à la température du point eutectique du milieu réactionnel telle que mesurée à la pression P et inférieure à la température du point de congélation du milieu réactionnel telle que mesurée à la pression P. La durée t de la réticulation par réaction sol-gel à la température T et pression P est fonction du pH du milieu réactionnel.
La « réaction sol-gel » consiste à former des liaisons Si-O-Si à partir de groupements Si-OR avec R représentant un atome d’hydrogène, un groupement aryle ou un groupe hydrocarboné aliphatique comportant de 1 à 6 atomes de carbone. Cette réaction se déroule comme suit :
(i) si R n’est pas un atome d’hydrogène, une étape d’hydrolyse d’au moins une partie des groupements Si-OR pour donner des groupements Si-OH ; puis
(ii) une étape de condensation des groupements Si-OH deux à deux ou d’un groupement Si-OH avec un groupement Si-OR pour former des liaisons Si-O-Si.
Dans la présente invention, le polysaccharide est fonctionnalisé au moyen d’une molécule de formule Chem. I de manière à devenir porteur de groupements Si-OR qui vont pouvoir réagir ensemble et conduire à un polysaccharide réticulé.
La molécule de formule Chem. I comprenant une seule fonction réactive vis-à-vis du polysaccharide et permettant une réticulation uniquement via une réaction sol-gel, elle ne présente pas la toxicité des agents réticulants conventionnels : la molécule de formule Chem. I ne peut pas réticuler directement des molécules biologiques (protéines, ADN, etc.).
En outre, le procédé proposé permet de préparer des hydrogels à base de polysaccharide réticulé : - avec des propriétés viscoélastiques supérieures en comparaison à une composition identique mais préparée à température ambiante ;
- avec une texture particulière visible à l’œil nu et détectable au toucher, à savoir, les gels selon l’invention sont filants, cohésifs ;
- avec des propriétés adaptables, à la demande, par simple passage à une température supérieure à la température du point eutectique du milieu réactionnel et inférieure ou égale à la température du point de congélation du milieu réactionnel mesurée à pression atmosphérique pendant des durées plus ou moins longues. Cette adaptabilité est particulièrement avantageuse dans le cadre de la préparation de compositions pour la libération modifiée, retardée ou prolongée de substances actives, la substance active étant pré-incorporée dans la composition ou ajoutée extemporanément : plus la composition est congelée longtemps plus la réaction sol-gel sera importante et plus la libération de la substance active sera lente. Ainsi, il est possible d’adapter la durée et/ou l’intensité de libération du produit à la demande :
- conservant des propriétés mécaniques souhaitables après stérilisation ;
- stables dans le temps par rapport aux compositions de l’art antérieur ;
- avec des chaines de polysaccharides conservées et donc comprenant moins de fragments de polysaccharides de bas poids moléculaire et ce, y compris lors de l’application d’un pH très basique lors de la préparation. L’analyse des poids moléculaires des polysaccharides dans les gels selon l’invention, par exemple par SEC- MALLS peuvent servir à caractériser ce phénomène ;
- avec des effets biologiques additionnels comme l’amélioration de la qualité de la peau chez l’animal, en particulier l’homme ;
- en une seule étape, la fonctionnalisation et la réaction sol-gel pouvant être simultanées ;
- possiblement sans utiliser d’agents réticulant conventionnels.
La présente invention a donc pour objet un procédé de préparation d’un hydrogel, de préférence injectable, comprenant les étapes suivantes : a) fourniture d’au moins un polysaccharide ; b) fourniture d’au moins une molécule de formule Chem. I :
R5
T - A - Si - OR10 p>6 ou un sel de celle-ci, dans laquelle :
T représente un groupement isocyanate, amino, époxyde, carboxyle, N- succinimidyloxycarbonyle, N-sulfosuccinimidyloxycarbonyle, halogénocarbonyle, isothiocyanate, vinyle, formyle, hydroxyle, sulfhydryle, hydrazino, acylhydrazino, aminoxy, carbodiimide, ou un résidu d’anhydride d’acide ;
A représente une liaison chimique ou un groupement espaceur ;
R5 et R6, identiques ou différents, représentent un atome d'hydrogène ; un atome d'halogène ; un groupement -OR4 avec R4 représentant un atome d'hydrogène, un groupement aryle ou un groupe hydrocarboné aliphatique comportant de 1 à 6 atomes de carbone ; un aryle ; ou un groupe hydrocarboné aliphatique comportant de 1 à 6 atomes de carbone éventuellement substitué par un ou plusieurs groupe(s) choisis parmi un atome d’halogène, un aryle et un hydroxyle ;
R10 représente un atome d’hydrogène, un groupement aryle ou un groupe hydrocarboné aliphatique comportant de 1 à 6 atomes de carbone ; c) fonctionnalisation du polysaccharide avec au moins une molécule de formule Chem.
I ; d) réticulation par réaction sol-gel du polysaccharide fonctionnalisé pour donner un hydrogel ; dans lequel l’étape d) comprend une réticulation par réaction sol-gel réalisée dans un milieu réactionnel à un pH supérieur ou égal à 9 et inférieur à 14, à une pression P inférieure ou égale à la pression atmosphérique et à une température T supérieure à la température du point eutectique du milieu réactionnel telle que mesurée à la pression P et inférieure à la température du point de congélation du milieu réactionnel telle que mesurée à la pression P, pendant une durée t allant de 2 semaines à 17 semaines, ou dans lequel l’étape d) comprend une réticulation par réaction sol-gel réalisée dans un milieu réactionnel à un pH supérieur ou égal à 6,8 et inférieur ou égal à 7,8, à une pression P inférieure ou égale à la pression atmosphérique et à une température T supérieure à la température du point eutectique du milieu réactionnel telle que mesurée à la pression P et inférieure à la température du point de congélation du milieu réactionnel telle que mesurée à la pression P, pendant une durée t comprise entre 1h et 48 heures. Il doit être compris de ce qui précède que l’étape d) est réalisée au moins partiellement à la pression P et température T. La durée t de la réticulation par réaction sol-gel à la pression P et température T dépend du pH du milieu réactionnel.
Dans le procédé ci-dessus, le ou les polysaccharide(s) peuvent être sous forme de sel.
La présente invention a également pour objet un hydrogel susceptible d’être obtenu par le procédé selon l’invention.
La présente invention a également pour objet une composition comprenant un hydrogel selon l’invention, ainsi que les applications thérapeutiques, cosmétiques ou esthétiques des hydrogels ou compositions selon l’invention.
PROCEDE
Les étapes du procédé de la présente invention peuvent être telles que décrites ci-dessous.
Etape a)
L’étape a) du procédé selon l’invention consiste en la fourniture d’au moins un polysaccharide. Le polysaccharide peut être sous forme de sel.
Le polysaccharide peut être tout polymère composé de monosaccharides joints entre eux par des liaisons glycosidiques.
De préférence, le polysaccharide est choisi parmi la pectine et les substances pectiques ; le chitosan ; la chitine ; la cellulose et ses dérivés ; l’agarose ; les glycosaminoglycanes tels que l’acide hyaluronique, l’héparosane, le dermatane sulfate, le kératane sulfate, la chondroïtine et la chondroïtine sulfate ; et leurs mélanges.
Les « substances pectiques », incluant la « pectine », sont des polysaccharides composés par un squelette d’acide D-galacturonique sous forme acide possiblement estérifié par du méthanol, et du L-rhamnose capable de former des ramifications avec d’autres oses.
Le « chitosan » ou « chitosane », et la « chitine » sont chacun un polysaccharide composé d’unités de répétition D-glucosamine liées entre elles en B-(1 ,4) dont une partie est N-acétylée. Le chitosane a plus particulièrement un degré d’acétylation inférieur à 50% tandis que la chitine a plus particulièrement un degré d’acétylation supérieur à 50%. La « cellulose » est un polysaccharide composé d'une chaîne linéaire de molécules de D-glucose. Les « dérivés de cellulose » comprennent la méthylcellulose, l’éthylcellulose, l’éthylméthylcellulose, l’hydroxypropylméthylcellulose (HPMC), l’hydroxyéthylcellulose (HEC), l’hydroxypropylcellulose (HPC) et la carboxyméthylcellulose (CMC).
L’« agarose » est un polysaccharide comprenant comme unité de répétition un disaccharide de D-galactose et de 3,6-anhydro-L-galactopyranose.
Les « glycosaminoglycanes » sont des polysaccharides linéaires composés d’unités de répétition de disaccharides, lesdits disaccharides contenant une hexosamine (glucosamine (GIcN) ou galactosamine (GaIN)) et un autre ose (acide glucuronique (GIcA), acide iduronique (IdoA) ou galactose (Gai)). L’hexosamine et l’autre ose peuvent être éventuellement sulfatés et/ou acétylés. Le glycosaminoglycane peut être notamment de l’acide hyaluronique, de l’héparosane, du dermatane sulfate, du kératane sulfate, de la chondroïtine ou de la chondroïtine sulfate.
L’« acide hyaluronique » est un glycosaminoglycane dont l’unité de répétition est un disaccharide composé d'acide D-glucuronique et de N-acétyl-D-glucosamine, liés entre eux par des liaisons glycosidiques alternées |3-(1 ,4) et |3-(1 ,3). Lorsque l’acide hyaluronique est sous forme d’un sel, on parle également de « hyaluronate » ou de « hyaluronan ». Dans le cadre de la présente invention, l’acide hyaluronique peut avoir une masse moléculaire moyenne en poids allant de 0,05 à 10 MDa, de préférence allant de 0,5 à 5 MDa, encore plus préférentiellement supérieure à 0,05 MDa, par exemple allant de 0,07 à 10 MDa ou de 0,07 à 5 MDa, ou de 0,5 à 5 MDa ou de 1 à 5 MDa ou de 2 à 4 MDa. L’acide hyaluronique peut être sous forme de sel, en particulier sous forme de sel physiologiquement acceptable tel que le sel de sodium, le sel de potassium, le sel de zinc, le sel de calcium, le sel de magnésium, le sel d’argent, le sel de calcium et les mélanges de ceux-ci. Plus particulièrement, l’acide hyaluronique est sous forme acide ou sous forme de sel de sodium (NaHA).
L’« héparosan » ou « héparosane » est un glycosaminoglycane dont l’unité de répétition est un disaccharide composé d’acide glucuronique (GIcA) relié par une liaison a-(1 ,4) à une N-acétyl glucosamine (GIcNAc). Chaque unité de répétition disaccharidique est reliée à la suivante par une liaison |3-(1 ,4).
Le « chondroïtine sulfate » ou « sulfate de chondroïtine » est un glycosaminoglycane dont l’unité de répétition est un disaccharide composé d'acide glucuronique lié en p-(1 ,3) au N-acétyl galactosamine sulfaté, c’est-à-dire qu’il comprend au moins un substituant sulfate. Chaque unité de répétition disaccharidique est reliée à la suivante par une liaison P-(1 ,4). Le « dermatane sulfate » ou « sulfate de dermatane » est un glycosaminoglycane dont l’unité de répétition est un disaccharide sulfaté, c’est-à-dire comprenant au moins un substituant sulfate, d'acide L-iduronique et de N-acétyl-galactosamine- liés par des une liaisons a(1-3). Avantageusement, le disaccharide est sulfaté en position C-4 de la N- acétyl-galactosamine, en position C-6 de la N-acétyl-galactosamine, en position C-2 de l'acide L-iduronique, ou à une combinaison de ces positions. Chaque unité de répétition disaccharidique est reliée à la suivante par une liaison |3-(1 ,4).
Le « kératane sulfate » ou « sulfate de kératane » est un glycosaminoglycane dont l’unité de répétition est un disaccharide sulfaté, c’est-à-dire comprenant au moins un substituant sulfate, composé de D-galactose et de N-acétylglucosamine liés par des liaisons alternées P(1 -4) et P(1 -3).
Le polysaccharide peut être sous la forme d’un sel, en particulier sous la forme d’un sel physiologiquement acceptable tel que le sel de sodium, le sel de potassium, le sel de zinc, le sel de calcium, le sel de magnésium, le sel d’argent et les mélanges de ceux-ci, plus particulièrement sous forme de sel de sodium ou de potassium.
Avantageusement, le polysaccharide est un glycosaminoglycane ou un sel de celui-ci, préférentiellement l’acide hyaluronique ou un sel de celui-ci, plus préférentiellement l’acide hyaluronique ou un de ses sels physiologiquement acceptables tels que le sel de sodium, le sel de potassium, le sel de zinc, le sel d’argent et les mélanges de ceux-ci, encore plus préférentiellement l’acide hyaluronique ou son sel de sodium.
Le polysaccharide présente généralement une masse moléculaire moyenne en poids allant de 0,03 à 10MDa.
De préférence, si le polysaccharide est l’acide hyaluronique, il a une masse moléculaire moyenne en poids (Mw) allant de 0,05 à 10 MDa, préférentiellement allant de 0,5 à 5 MDa, encore plus préférentiellement supérieure à 0,05 MDa, par exemple allant de 0,07 à 10 MDa ou de 0,07 à 5 MDa, ou de 0,5 à 5 MDa ou de 1 à 5 MDa ou de 2 à 4 MDa.
Le polysaccharide peut être fourni sous forme hydratée, totalement ou partiellement, ou sous forme sèche, telle que sous forme de poudre ou de fibres.
Dans certains modes de réalisation, dans l’étape a), le polysaccharide est fourni sous forme sèche telle que sous forme de poudre ou de fibres.
Lorsque le polysaccharide est fourni sous forme hydratée, il se trouve sous forme d’un gel non réticulé ou d’une solution. En particulier, lorsque le polysaccharide est sous forme hydratée, il s’agit d’un gel non réticulé aqueux ou d’une solution aqueuse. Plus particulièrement, le polysaccharide est mélangé à de l’eau, éventuellement additionnée d’un tampon phosphate ou d’un tampon phosphate supplémenté, c’est-à-dire comprenant possiblement des composants additionnels tels que définis à l’étape f).
Etape b)
L’étape b) du procédé selon l’invention consiste en la fourniture d’au moins une molécule de formule Chem. I telle que présentée ci-dessus.
De préférence, dans la formule Chem. I, T représente un groupement isocyanate, sulfhydryle, amino, époxyde, vinyle, formyle, ou carbodiimide, plus avantageusement, T représente un groupement époxyde ou amino, encore plus avantageusement T représente un groupement époxyde.
De préférence, dans la formule Chem. I, A représente un groupement espaceur, plus préférentiellement une chaîne divalente hydrocarbonée aliphatique, notamment linéaire ou ramifiée et saturée, comportant de 1 à 12 atomes de carbone :
- dans laquelle sont éventuellement intercalés, entre deux atomes de carbone de ladite chaîne, un ou plusieurs (notamment 1 , 2, 3 ou 4) motifs divalents choisis parmi les arylènes,-O-, -S-, -S(O)-, -C(=O)-, -SO2- et -N(R9)- avec R9 représentant un atome d'hydrogène, un groupement hydrocarboné aliphatique comportant de 1 à 6 atomes de carbone, ou un aryl-(C1-C6)alkyle,
- ladite chaîne étant non substituée ou substituée par un ou plusieurs groupes monovalents choisis parmi un atome d'halogène, un hydroxyle, un aryl-(C1- C6)alkyle.
Avantageusement, A est une chaîne divalente hydrocarbonée aliphatique, notamment linéaire ou ramifiée et saturée, dans laquelle sont éventuellement intercalés, entre deux atomes de carbone de ladite chaîne, un ou plusieurs motifs divalents -O-, plus avantageusement de 1 à 4 motifs divalents -O-, encore plus avantageusement un motif divalent O.
De préférence, A est une chaîne (C1-C12)alkylène dans laquelle sont éventuellement intercalés, entre deux atomes de carbone de ladite chaîne, un ou plusieurs motifs divalents -O-, plus préférentiellement de 1 à 4 motifs divalents -O-, encore plus préférentiellement un motif divalent -O-.
En particulier, A représente une chaîne divalente -(C1-C6)alkylène-O-(C1-C6)alkylène-, notamment -(C1-C4)alkylène-O-(C1-C4)alkylène-, plus particulièrement une chaine divalente -CH2-O-(CH2)3-, le groupe CH2 étant lié à T et le groupe (CH2)3 étant lié à Si dans la molécule de formule Chem. I. Avantageusement, le groupement espaceur permettra également d’éviter une gêne stérique entre le groupement silylé et le groupement T de la molécule de formule Chem. I, tout en assurant une liaison stable entre ces deux groupements.
De préférence, dans la formule Chem. I, R5 et R6, identiques ou différents, représentent un groupement -OR4 avec R4 représentant un atome d'hydrogène, un groupement aryle ou un groupe hydrocarboné aliphatique comportant de 1 à 6 atomes de carbone ; ou un groupe hydrocarboné aliphatique comportant de 1 à 6 atomes de carbone éventuellement substitué par un ou plusieurs groupes choisis parmi un atome d’halogène, un aryle et un hydroxyle.
En particulier, R5 et R6, identiques ou différents, représentent un groupement -OR4 avec R4 représentant un groupe (C1-C6)alkyle ; ou un groupe (C1-C6)alkyle.
Avantageusement, R5 et R6, identiques ou différents, représentent un groupement -OR4 avec R4 représentant un atome d'hydrogène, un groupement aryle ou un groupe hydrocarboné aliphatique comportant de 1 à 6 atomes de carbone, de préférence avec R4 représentant un groupe hydrocarboné aliphatique comportant de 1 à 6 atomes de carbone, tel qu’un groupe (C1-C6)alkyle.
De préférence, dans la formule Chem. I, R10 représente un atome d’hydrogène ou un groupe hydrocarboné aliphatique comportant de 1 à 6 atomes de carbone tel qu’un groupe (C1-C6)alkyle, plus avantageusement R10 représente un groupe hydrocarboné aliphatique comportant de 1 à 6 atomes de carbone tel qu’un groupe (C1-C6)alkyle.
De préférence, la molécule de formule Chem. I est telle que :
- T est tel que défini ci-dessus et représente avantageusement un groupement amino ou époxyde, de préférence un groupement époxyde ;
- A est une chaîne divalente -(C1-C6)alkylène-O-((C1-C6)alkylène-, notamment -(C1-C4)alkylène-O-(C1-C4)alkylène-, telle que -CH2-O-(CH2)3-, le groupe CH2 étant de préférence lié à T et le groupe (CH2)3 étant lié à Si dans la molécule de formule Chem. I ;
- R5 et R6, identiques ou différents, sont chacun un groupement -OR4 avec R4 représentant un groupement (C1-C6)alkyle, de préférence un méthyle ou un éthyle ; ou un groupement (C1-C6)alkyle, de préférence un méthyle ou un éthyle ; et
- R10 est un groupement (C1-C6)alkyle, de préférence méthyle ou éthyle ; les groupes R5, R6 et OR10 pouvant être identiques.
En particulier, la molécule de formule Chem. I est choisi parmi le (3- aminopropyl)triethoxysilane (APTES), le (3-glycidyloxypropyl)triméthoxysilane (GPTMS), le 3-Glycidoxypropyldimethoxymethylsilane, le 3- Glycidoxypropyldimethylethoxysilane, le (3-glycidyloxypropyl)éthoxydiméthoxysilane, le (3-glycidyloxypropyl)triéthoxysilane, le diéthoxy(3-glycidyloxypropyl)méthylsilane, et leurs mélanges ; de préférence parmi le (3-glycidyloxypropyl)triméthoxysilane (GPTMS), le (3-glycidyloxypropyl)éthoxydiméthoxysilane, le (3-glycidyloxypropyl)triéthoxysilane, le diéthoxy(3-glycidyloxypropyl)méthylsilane, et leurs mélanges.
Etape c)
Le polysaccharide est fonctionnalisé avec au moins une molécule de formule Chem. I telle que présentée ci-dessus.
L’étape c) permet de fonctionnaliser les chaines polysaccharidiques. Le groupe fonctionnel T de la molécule de formule Chem. I réagit avec un groupement fonctionnel présent sur les polysaccharides de sorte à fonctionnaliser les chaines polysaccharidiques. Notamment, le groupe fonctionnel T de la molécule Chem. I réagit ainsi avec un groupe -OH ou -COOH, ou encore une fonction CHO, présent sur les polysaccharides tels que l’acide hyaluronique. On obtient ainsi des polysaccharides fonctionnalisés comprenant des liens pendants sur une chaine polysaccharidique, lesdits liens pendants comprenant un groupe -A-Si(R5)(R6)OR10, le groupe -A- Si(R5)(R6)OR10 provenant de la molécule de formule Chem. I de l’étape b) pouvant apporter des propriétés biologiques à l’hydrogel.
De préférence, à l’étape c), le polysaccharide est fonctionnalisé en présence de 0,01 à 0,50, préférentiellement de 0,05 à 0,45, notamment de 0,10 à 0,25 mole de molécule de formule Chem. I ou un sel de celle-ci pour 1 mole d’unité de répétition du polysaccharide. Typiquement, plus la masse moléculaire moyenne en poids Mw du polysaccharide sera élevée, plus le taux de fonctionnalisation de la molécule de formule Chem. I sera faible en vue d’obtenir un hydrogel ayant des propriétés mécaniques équivalentes, en particulier des propriétés viscoélastiques analogues (notamment module élastique G’, contrainte au croisement des G’ et G” et/ou angle de phase 5). En d’autres termes, plus la masse moléculaire moyenne en poids Mw du polysaccharide sera élevée, plus la quantité molaire en molécule de formule Chem. I introduit à l’étape c) sera faible.
La fonctionnalisation du polysaccharide est typiquement réalisée dans un milieu réactionnel aqueux.
Dans certains modes de réalisation, notamment lorsque T est un époxyde, la fonctionnalisation est réalisée à un pH supérieur ou égal à 9, ou supérieur ou égal à 10, plus avantageusement supérieur ou égal à 12, et notamment à un pH inférieur à 14, par exemple inférieur ou à égal à 13,5. Pour cela, le milieu réactionnel comprend de préférence une base de Bronsted, plus préférentiellement un hydroxyde, encore plus préférentiellement l’hydroxyde de sodium ou de potassium. Avantageusement, le milieu réactionnel comprend de l’hydroxyde de sodium ou de potassium à une concentration comprise entre 0,10M et 0,30M.
Dans certains modes de réalisation, notamment lorsque T est un groupement amino, la fonctionnalisation est réalisée à un pH inférieur à 7, plus avantageusement supérieur ou égal à 4,5 et inférieur à 7 ou inférieur ou égal à 6,5. Pour cela, le milieu réactionnel comprend de préférence un acide de Bronsted, plus préférentiellement de l’acide chlorhydrique, de l’acide sulfurique, ou de l’acide acétique.
La concentration massique en polysaccharide du milieu réactionnel de fonctionnalisation est comprise avantageusement entre 50 et 300 mg/g de milieu de fonctionnalisation, de préférence entre 100 et 200 mg/g.
Dans certains modes de réalisation, la fonctionnalisation du polysaccharide est réalisée à une température comprise entre 4°C et 60°C, plus préférentiellement entre 10°C et 50°C, encore plus préférentiellement entre 10°C et25°C. Dans ces modes de réalisation, la durée de la réaction de fonctionnalisation peut varier de 1 heure à 2 semaines, plus particulièrement de 3 heures à 1 semaine, encore plus particulièrement de 3 heures à 96 heures, par exemple de 3 heures à 80 heures, notamment de 3 heures à 75 heures. Dans certains modes de réalisation, en particulier lorsque la fonctionnalisation et la réticulation du polysaccharide sont concomitantes ou en partie concomitante, la fonctionnalisation du polysaccharide peut être, au moins en partie, réalisée à une pression P inférieure ou égale à la pression atmosphérique et à une température T supérieure à la température du point eutectique du milieu réactionnel telle que mesurée à la pression P et inférieure à la température du point de congélation du milieu réactionnel telle que mesurée à la pression P.
Plus la température de fonctionnalisation est élevée, plus la durée de fonctionnalisation pourra être faible pour obtenir le même degré de fonctionnalisation.
Etape d)
Le polysaccharide fonctionnalisé est réticulé par réaction sol-gel pour donner un hydrogel.
Cette étape permet de réticuler les chaines polysaccharidiques entre elles lorsqu’elles sont fonctionnalisées avec des molécules de formule Chem. I. En effet, lors de cette étape, au moins une partie des groupes Si-OR10 et optionnellement au moins une partie des groupes SiOR4 vont réagir deux à deux, éventuellement après hydrolyse de ces groupes, pour former des liaisons Si-O-Si. Cela implique que deux molécules de formule Chem. I greffées sur des chaines polysaccharidiques vont réagir ensemble via leurs groupes terminaux Si-OR10 (voire SiOR4 le cas échéant) et se lier de manière covalente via la formation de liaison Si-O-Si permettant ainsi de lier les chaines polysaccharidiques ensemble et de les réticuler.
On obtient ainsi des polysaccharides réticulés comprenant des liens de réticulation entre deux chaines polysaccharidiques, lesdits liens de réticulation comprenant un groupement divalent -Si-O-Si-.
De ce fait, l’étape d) ne peut avoir lieu avant l’étape c).
L’étape d) est réalisée au moins partiellement (c’est-à-dire en partie ou intégralement), à une pression P inférieure ou égale à la pression atmosphérique et à une température T supérieure à la température du point eutectique du milieu réactionnel telle que mesurée à la pression P et inférieure à la température du point de congélation du milieu réactionnel telle que mesurée à la pression P. La durée de maintien de ces conditions dépend du pH du milieu réactionnel. Ainsi, lorsque que le pH du milieu réactionnel est supérieur ou égal à 9, ou supérieur ou égal à 10, et inférieur à 14, la pression P et la température T sont maintenues pendant une durée t allant de 2 à 17 semaines, notamment de 2 à 10 semaines ou de 2 à 9 semaines, par exemple de 3 à 6 semaines, plus avantageusement d’environ de 4 à 5 semaines. Lorsque le pH du milieu réactionnel est supérieur ou égal à 6,8 et inférieur ou égal à 7,8, la pression P et la température T sont maintenues pendant une durée t allant de 1 à 48 heures, de préférence supérieure ou égale à 6 heures et inférieure ou égale à 36 heures, notamment supérieure ou égale à 7 heures et inférieure ou égale à 36 heures.
Il doit être compris que les conditions réactionnelles (pH, T, P) ci-dessus exposées peuvent correspondre aux conditions appliquées pendant toute la durée de l’étape de réticulation (étape d)) ou peuvent correspondre aux conditions appliquées seulement pendant une partie de la durée de l’étape d). En d’autres termes, la durée de l’étape d) de réticulation peut être supérieure aux durées t indiquées ci-dessus, les conditions réactionnelles (pH ou T ou P) appliquées dans le temps additionnel étant alors différentes de celles-ci-dessus exposées.
La température du point de congélation du milieu réactionnel désigne la température à laquelle le mélange des composants du milieu réactionnel, à l’échelle macroscopique, se solidifie, c’est-à-dire qu’il devient non fluide. En dessous du point de congélation, le mélange est dans un état de congélation qui se caractérise par la coexistence de composants sous forme solide et liquide. L’état de congélation est maintenu jusqu’à la température du point eutectique du milieu réactionnel.
La température du point eutectique du milieu réactionnel désigne la température en dessous de laquelle le mélange des composants du milieu réactionnel passe d’un état congelé (coexistence de phases liquides et solides) à un état complètement solide, c’est- à-dire un état dans lequel tous les composants du mélange sont sous forme solide.
Le point de congélation et le point eutectique d’un mélange dépendent de la pression à laquelle le mélange est soumis donc le point de congélation et le point eutectique sont mesurés à la pression P.
Le point de congélation et le point eutectique peuvent être déterminés par calorimétrie différentielle à balayage. Cette méthode permet de déterminer les transitions de phase. Pour cela, le produit à étudier est progressivement refroidi jusqu’à observer ses transitions de phases.
La « pression atmosphérique » est la pression qu'exerce l’air constituant l’atmosphère sur une surface quelconque en contact avec elle. Elle varie en fonction de l’altitude. A une altitude de 0m, la pression moyenne atmosphérique est de 101 325 Pa.
A la température T et à la pression P, le milieu réactionnel se trouve ainsi sous forme congelée.
La réaction sol-gel a typiquement lieu en milieu réactionnel aqueux.
La concentration massique en polysaccharide dans le milieu réactionnel est comprise avantageusement entre 50 et 300 mg/g de milieu de réaction sol-gel, de préférence entre 100 et 200 mg/g.
De préférence, la pression P est comprise entre 10'3 mbar et la pression atmosphérique, plus préférentiellement, la pression P est la pression atmosphérique.
De préférence, la température T est supérieure ou égale à -55°C et inférieure ou égale à -5°C, de préférence elle va de -35°C à -10°C, en particulier de -30°C à -10°C ou de -25°C à -15°C. De manière encore plus préférée, la température T est d’environ -20°C.
De préférence, la pression P est la pression atmosphérique et la température T est supérieure ou égale à -55°C et inférieure ou égale à -5°C, de préférence elle va de -35°C à -10°C, en particulier de -30°C à -10°C ou de -25°C à -15°C, de manière encore plus préférée, la température T est d’environ -20°C.
Avantageusement, le milieu réactionnel est placé et maintenu à la température T par contact du contenant comprenant le milieu réactionnel avec de l’air ou un liquide L à la température T. Le liquide L peut notamment être de l’éthylène glycol, du glycérol ou un mélange azéotropique de ceux-ci avec de l’eau. Le liquide L sera choisi en fonction de la température T souhaitée de sorte à être liquide à cette température T. Plus avantageusement, le milieu réactionnel est laissé à la température T par contact du contenant comprenant le milieu réactionnel avec de l’air à la température T.
Typiquement, plus la température T est basse, plus la durée t est longue pour obtenir des hydrogels ayant des propriétés mécaniques analogues. En effet, plus la température T est basse, plus la cinétique de la réaction sol-gel est faible.
De même, plus le taux de fonctionnalisation est bas, plus la durée t est longue pour obtenir des hydrogels ayant des propriétés mécaniques analogues.
Autrement dit, plus la quantité molaire en molécule de formule Chem. I ou un sel de celle-ci pour 1 mole d’unité de répétition du polysaccharide est faible, moins il y a de fonctions SiOH dans le milieu réactionnel et plus la probabilité que 2 groupes se rencontrent et réagissent ensemble est faible, ainsi plus la durée t doit être longue pour permettre aux fonctions Si-OH de réagir entre elles et former des liens de réticulation, et ainsi obtenir un gel avec des propriétés souhaitables.
Ainsi, avec un taux de fonctionnalisation de 4 à 18%, la durée t est généralement comprise de 2 semaines à 15 semaines lorsque que le pH du milieu réactionnel est supérieur ou égal à 9, ou supérieur ou égal à 10, et inférieur à 14.
Avec un taux de fonctionnalisation de 4 à 8%, la durée t est généralement comprise de 8 semaines à 15 semaines lorsque que le pH du milieu réactionnel est supérieur ou égal à 9, ou supérieur ou égal à 10, et inférieur à 14.
Avec un taux de fonctionnalisation de 8 à 12%, la durée t est généralement comprise de 3 semaines à 10 semaines lorsque que le pH du milieu réactionnel est supérieur ou égal à 9, ou supérieur ou égal à 10, et inférieur à 14.
Avec un taux de fonctionnalisation de 12 à 18%, la durée t est généralement comprise de 2 semaines à 6 semaines lorsque que le pH du milieu réactionnel est supérieur ou égal à 9, ou supérieur ou égal à 10, et inférieur à 14.
Pour une même quantité molaire de molécule de formule Chem. I ou un sel de celle-ci pour 1 mole d’unité de répétition du polysaccharide, plus la masse moléculaire moyenne en poids Mw du polysaccharide est faible, plus la durée t est longue pour obtenir des hydrogels ayant des propriétés mécaniques analogues. Lorsque la réticulation par réaction sol-gel à la température T et pression P est réalisée dans un milieu réactionnel à un pH supérieur ou égal à 9 ou supérieur ou égal à 10 et inférieur à 14, le milieu réactionnel comprend de préférence une base de Bronsted, plus préférentiellement un hydroxyde, encore plus préférentiellement l’hydroxyde de sodium ou de potassium. Avantageusement, le milieu réactionnel comprend de l’hydroxyde de sodium ou de potassium à une concentration comprise entre 0,10M et 0,30M.
De préférence, à l’issue de la durée t (réticulation réalisée à la pression P et la température T), le pH du milieu réactionnel est ajusté à un pH physiologique, de préférence à un pH d’environ 6,8 à 7,8. Il doit être compris qu’à l’issue de la durée t, le milieu réactionnel est remonté à température ambiante et placé ou maintenu à pression atmosphérique (si P est égal à la pression atmosphérique).
Lorsque la réticulation par réaction sol-gel à la température T et pression P est réalisée dans un milieu réactionnel à pH physiologique (pH supérieur ou égal à 6,8 et inférieur ou égale 7,8) et que la fonctionnalisation est réalisée en milieu basique (pH supérieur ou égal à 9, ou supérieur ou égal à 10, et inférieur à 14), le pH du milieu réactionnel sera porté à un pH physiologique avant que la température ne soit portée à la température T et avant que la pression ne soit portée à la pression P si cette dernière est inférieure à la pression atmosphérique. Dans ce cas, le procédé comprendra avantageusement une étape de neutralisation du gel pour atteindre ce pH physiologique, avant que le milieu réactionnel ne soit porté à la température T et la pression P. Pour cela, un acide de Bronsted est de préférence ajouté au milieu réactionnel, préférentiellement une solution aqueuse d’acide chlorhydrique, une solution aqueuse d’acide sulfurique ou une solution aqueuse d’acide acétique.
Lorsque la réticulation par réaction sol-gel à la température T et pression P est réalisée dans un milieu réactionnel à pH physiologique (pH supérieur ou égal à 6,8 et inférieur ou égale 7,8) et que la fonctionnalisation est réalisée à un pH inférieur à 7, par exemple supérieur ou égal à 4,5 et inférieur à 7 ou inférieur ou égal à 6,5, le pH du milieu réactionnel sera porté à un pH physiologique avant que la température ne soit portée à la température T et avant que la pression ne soit portée à la pression P si cette dernière est inférieure à la pression atmosphérique. Etapes c) et d) concomitantes ou en partie concomitantes
Très généralement, le procédé de la présente invention comprend la réalisation concomitante ou en partie concomitante des étapes c) et d). Une réalisation concomitante des étapes c) et d) permet de raccourcir la durée du procédé de préparation de l’hydrogel et de le simplifier.
Le procédé de la présente invention comprend alors les étapes a) à d) telles que décrites ci-dessus et se caractérise en ce que les étapes c) et d) sont concomitantes ou en partie concomitantes. Le procédé comprend alors :
- une fonctionnalisation et une réticulation par réaction sol-gel réalisée dans un milieu réactionnel à un pH supérieur ou égal à 9, ou supérieur ou égal à 10, et inférieur à 14, à une pression P inférieure ou égale à la pression atmosphérique et à une température T supérieure à la température du point eutectique du milieu réactionnel telle que mesurée à la pression P et inférieure à la température du point de congélation du milieu réactionnel telle que mesurée à la pression P, pendant une durée t allant de 2 semaines à 17 semaines, notamment de 2 à 10 semaines ou de 2 à 9 semaines, par exemple de 3 à 6 semaines, plus avantageusement d’environ de 4 à 5 semaines, ou
- une fonctionnalisation et une réticulation par réaction sol-gel réalisée dans un milieu réactionnel à un pH supérieur ou égal à 6,8 et inférieur ou égal à 7,8, à une pression P inférieure ou égale à la pression atmosphérique et à une température T supérieure à la température du point eutectique du milieu réactionnel telle que mesurée à la pression P et inférieure à la température du point de congélation du milieu réactionnel telle que mesurée à la pression P, pendant une durée t comprise entre 1h et 48 heures, de préférence supérieure ou égale à 6 heures et inférieure ou égale à 36 heures, notamment supérieure ou égale à 7 heures et inférieure ou égale à 36 heures.
Il doit être compris de ce qui précède que les étapes c) et d) sont au moins partiellement (en partie ou intégralement) réalisées dans les conditions ci-dessus exposées (T, P, pH, t).
Dans certains modes de réalisation, la fonctionnalisation du polysaccharide et la réticulation du polysaccharide fonctionnalisé sont alors réalisées de la manière suivante :
1) préparation d’un milieu réactionnel comprenant le ou les polysaccharides, la ou les molécules de formule Chem.l et un solvant, le pH du milieu réactionnel étant supérieur ou égal à 9, ou supérieur ou égal à 10, et inférieur à 14 ; 2) optionnellement placement du milieu réactionnel à une température allant de 4°C à 60°C, préférentiellement de 10°C à 50°C, encore plus préférentiellement de 10 à 25°C, typiquement pendant une durée allant de 1 heure à 2 semaines, plus particulièrement de 3 heures à 1 semaine, par exemple de 3 heures à 80 heures, notamment de 3 heures à 75 heures ;
3) optionnellement ajustement du pH du milieu réactionnel à un pH supérieur ou égal à 6,8 et inférieur ou égal à 7,8 ;
4) placement du milieu réactionnel : à une pression P inférieure ou égale à la pression atmosphérique et à une température T supérieure à la température du point eutectique du milieu réactionnel telle que mesurée à la pression P et inférieure à la température du point de congélation du milieu réactionnel telle que mesurée à la pression P, pendant une durée t allant de 2 semaines à 17 semaines, lorsque le pH du milieu réactionnel est supérieur ou égal à 9, ou supérieur ou égal à 10, et inférieur à 14, notamment de 2 à 10 semaines ou de 2 à 9 semaines, par exemple de 3 à 6 semaines, plus avantageusement d’environ de 4 à 5 semaines, ou à une pression P inférieure ou égale à la pression atmosphérique et à une température T supérieure à la température du point eutectique du milieu réactionnel telle que mesurée à la pression P et inférieure à la température du point de congélation du milieu réactionnel telle que mesurée à la pression P, pendant une durée t comprise entre 1h et 48 heures, de préférence supérieure ou égale à 6 heures et inférieure ou égale à 36 heures, notamment supérieure ou égale à 7 heures et inférieure ou égale à 36 heures, lorsque le pH du milieu réactionnel est supérieur ou égal à 6,8 et inférieur ou égal à 7,8.
En d’autres termes, le procédé de la présente invention peut alors être défini de la manière suivante : a) fourniture d’au moins un polysaccharide ; b) fourniture d’au moins une molécule de formule Chem. I telle que décrite ci-dessus ; c) fonctionnalisation du polysaccharide avec au moins une molécule de formule Chem. I telle que décrite ci-dessus ; d) réticulation par réaction sol-gel du polysaccharide fonctionnalisé pour donner un hydrogel ; dans lequel la fonctionnalisation et la réticulation du polysaccharide fonctionnalisé sont réalisées de la manière suivante : 1) préparation d’un milieu réactionnel comprenant le ou les polysaccharides, la ou les molécules de formule Chem.l et un solvant, le pH du milieu réactionnel étant supérieur ou égal à 9, ou supérieur ou égal à 10, et inférieur à 14 ;
2) optionnellement placement du milieu réactionnel à une température allant de 4°C à 60°C, préférentiellement de 10°C à 50°C, encore plus préférentiellement de 10 à 25°C, typiquement pendant une durée allant de 1 heure à 2 semaines, plus particulièrement de 3 heures à 1 semaine, par exemple de 3 heures à 80 heures, notamment de 3 heures à 75 heures ;
3) optionnellement ajustement du pH du milieu réactionnel à un pH supérieur ou égal à 6,8 et inférieur ou égal à 7,8 ;
4) placement du milieu réactionnel : à une pression P inférieure ou égale à la pression atmosphérique et à une température T supérieure à la température du point eutectique du milieu réactionnel telle que mesurée à la pression P et inférieure à la température du point de congélation du milieu réactionnel telle que mesurée à la pression P, pendant une durée t allant de 2 semaines à 17 semaines, notamment de 2 à 10 semaines ou de 2 à 9 semaines, par exemple de 3 à 6 semaines, plus avantageusement d’environ de 4 à 5 semaines, lorsque le pH du milieu réactionnel est supérieur ou égal à 9, ou supérieur ou égal à 10, et inférieur à 14, ou à une pression P inférieure ou égale à la pression atmosphérique et à une température T supérieure à la température du point eutectique du milieu réactionnel telle que mesurée à la pression P et inférieure à la température du point de congélation du milieu réactionnel telle que mesurée à la pression P, pendant une durée t comprise entre 1 h et 48 heures, de préférence supérieure ou égale à 6 heures et inférieure ou égale à 36 heures, notamment supérieure ou égale à 7 heures et inférieure ou égale à 36 heures, lorsque le pH du milieu réactionnel est supérieur ou égal à 6,8 et inférieur à 7,8.
Le solvant est typiquement de l’eau ou un mélange comprenant de l’eau et un solvant organique (par exemple un alcool, en particulier l’éthanol, ou le DMSO ; typiquement un mélange comprenant au moins 90% en poids d’eau, ou au moins 95% ou au moins 99% en poids d’eau par rapport au poids total du solvant). Le milieu réactionnel comprend typiquement de 0,01 à 0,50, préférentiellement de 0,05 à 0,45, notamment de 0,10 à 0,25 moles de molécule de formule Chem. I ou un sel de celle-ci pour 1 mole d’unité de répétition du polysaccharide.
La concentration massique en polysaccharide du milieu réactionnel est comprise avantageusement entre 50 et 300 mg/g de solvant, de préférence entre 100 et 200 mg/g.
Dans certains modes de réalisation, la fonctionnalisation et la réticulation sont réalisées dans un milieu réactionnel dont le pH est supérieur ou égal à 9, ou supérieur ou égal à 10, et inférieur à 14. Pour cela, le milieu réactionnel comprend de préférence une base de Bronsted, plus préférentiellement un hydroxyde, encore plus préférentiellement l’hydroxyde de sodium ou de potassium. Avantageusement, le milieu réactionnel comprend de l’hydroxyde de sodium ou de potassium à une concentration comprise entre 0,10M et 0,30M.
Dans ces modes de réalisation, selon une première variante, le milieu réactionnel préparé à l’étape 1) peut être placé à une température allant de 4°C à 60°C, préférentiellement de 10°C à 50°C, encore plus préférentiellement de 10°C à 25°C, typiquement pendant une durée allant de 1 heure à 2 semaines, plus particulièrement de 3 heures à 1 semaine, par exemple de 3 heures à 80 heures, notamment de 3 heures à 75 heures (étape 2) avant d’être placé à la température T et pression P pendant une durée t (étape 4). Au cours de l’étape 2, le polysaccharide va être fonctionnalisé et une partie des groupes Si-OR10 et optionnellement des groupes Si-OR4 vont se condenser entre eux (pré-condensation), davantage de groupes Si-OR10 et optionnellement de groupes Si-OR4 se condensant durant l’étape 4) (condensation avancée).
Dans ces modes de réalisation, selon une deuxième variante, le milieu réactionnel préparé à l’étape 1) peut être placé directement à l’issue de l’étape 1) à la température T et pression P pendant une durée t (étape 4).
A l’issue du temps t (première et deuxième variante), la température du milieu réactionnel est typiquement remontée à température ambiante et le milieu réactionnel placé à la pression atmosphérique si la pression P est différente de la pression atmosphérique. Le pH du milieu réactionnel est ensuite de préférence porté à un pH physiologique (environ 6,8 à 7,8). Pour cela, un acide de Bronsted est de préférence ajouté au milieu réactionnel, préférentiellement une solution aqueuse d’acide chlorhydrique, une solution aqueuse d’acide sulfurique ou une solution aqueuse d’acide acétique. Dans certains modes de réalisation, la réticulation est réalisée partiellement dans un milieu réactionnel dont le pH est supérieur ou égal à 6,8 et inférieur à 7,8. Dans ces modes de réalisation, un milieu réactionnel ayant un pH supérieur ou égal à 9, ou supérieur ou égal à 10, et inférieur à 14 et comprenant le ou les polysaccharides, la ou les molécules de formule Chem.l et un solvant est préparé (étape 1)). Le milieu réactionnel est placé à une température allant de 4°C à 60°C, préférentiellement de 10°C à 50°C, encore plus préférentiellement de 10°C à 25°C typiquement pendant une durée allant de 1 heure à 2 semaines, plus particulièrement de 3 heures à 1 semaine, par exemple de 3 heures à 80 heures, notamment de 3 heures à 75 heures (étape 2). Puis, le pH du milieu réactionnel est porté à un pH physiologique (étape 3)) avant que la température ne soit portée à T et avant que la pression ne soit portée à la pression P si cette dernière est inférieure à la pression atmosphérique. Dans ce cas, le procédé comprendra avantageusement une étape de neutralisation du gel pour atteindre ce pH physiologique, avant que le milieu réactionnel ne soit porté à la température T et la pression P. Pour cela, un acide de Bronsted est de préférence ajouté au milieu réactionnel, préférentiellement une solution aqueuse d’acide chlorhydrique, une solution aqueuse d’acide sulfurique ou une solution aqueuse d’acide acétique. Le milieu réactionnel est ensuite placé à la température T et pression P pendant une durée t comprise entre 1 h et 48 heures (étape 4).
De préférence, le procédé de la présente invention ne comprend qu’une seule étape de placement du milieu réactionnel à la température T et pression P.
Etape e)
Le procédé selon l’invention peut comprendre une étape e) additionnelle de réticulation du polysaccharide avec un agent réticulant conventionnel, et plus particulièrement la réticulation du polysaccharide fourni à l’étape a) ou du polysaccharide réticulé obtenu suite à l’étape d), en présence d’au moins un agent réticulant ou d’un sel de celui-ci, ledit agent réticulant comprenant au moins deux groupements fonctionnels Z tels que décrits ci-dessous.
L’« agent réticulant » ou « agent de réticulation » est un composé comprenant au moins deux groupements fonctionnels capables de se lier de manière covalente avec des groupements fonctionnels présents sur le polysaccharide, tels que des groupes OH, CHO, NH2 ou COOH portés par le polysaccharide, et d’induire ainsi des liaisons entre les chaînes de polysaccharides (réticulation) et/ou des liaisons sur une même chaine de polysaccharide.
L’agent réticulant utile dans le cadre de la présente invention comprend au moins deux, de préférence de 2 à 8, notamment 2, groupements fonctionnels (désignés « groupement Z ») choisis de préférence indépendamment parmi les groupements isocyanate (-N=C=O), amino (-NH2), époxyde, carboxyle (-COOH), N- succinimidyloxycarbonyle, N-sulfosuccinimidyloxycarbonyle, halogénocarbonyle, isothiocyanate (-N=C=S), vinyle (-CH=CH2), formyle (-CH=O), hydroxyle (-OH), sulfhydryle (-SH), hydrazino (-NH-NH2), acylhydrazino (-CO-NH-NH2), aminoxy (-0- NH2), carbodiimide, et un résidu d’anhydride d’acide. De préférence, les groupements fonctionnels sont identiques.
Le groupement isocyanate peut réagir avec un groupement OH ou NH2 du polysaccharide pour former une fonction carbamate ou urée. Le groupement amino peut réagir avec un groupement COOH du polysaccharide pour former une fonction amide. Le groupement époxyde peut réagir avec un groupement OH ou COOH du polysaccharide pour former une fonction éther ou ester. Le groupement carboxyle peut réagir avec un groupement OH ou NH2 du polysaccharide pour former une fonction ester ou amide. Les groupements N-succinimidyloxycarbonyle et N- sulfosuccinimidyloxycarbonyle peuvent réagir avec un groupement OH ou NH2 du polysaccharide pour former une fonction ester ou amide. Le groupement halogénocarbonyle peut réagir avec un groupement OH ou NH2 du polysaccharide pour former une fonction ester ou amide. Le groupement isothiocyanate peut réagir avec un groupement OH ou NH2 du polysaccharide pour former une fonction thiocarbamate ou thiourée. Le groupement vinyle peut réagir avec un groupement OH du polysaccharide pour former une fonction éther. Le groupement formyle peut réagir avec un groupement OH ou NH2 du polysaccharide pour former une fonction hémiacétal ou hémiaminal. Le groupement hydroxyle peut réagir avec un groupement COOH du polysaccharide pour former une fonction ester. Le groupement sulfhydryle peut réagir avec un groupement COOH du polysaccharide pour former une fonction thioester. Le groupement hydrazino (-NH-NH2) peut réagir avec un groupement CHO du polysaccharide pour former une fonction hydrazone. Le groupement acylhydrazino peut réagir avec un groupement CHO du polysaccharide pour former une fonction hydrazone carbonylée =NNHC(O)-. Le groupement aminoxy peut réagir avec un groupe CHO du polysaccharide pour former une fonction oxime =NO-. Le groupement carbodiimide peut réagir avec un groupement COOH du polysaccharide pour donner une fonction CO-NRa- CO-NH, et un résidu d’anhydride d’acide peut réagir avec un groupe OH ou NH2 du polysaccharide pour former une fonction ester ou amide.
En particulier, le groupement T de la molécule de formule Chem. I et les groupements Z sont identiques.
De préférence, les groupements fonctionnels Z sont identiques et représentent un groupement époxyde ou vinyle, plus préférentiellement époxyde.
Selon un autre mode de réalisation avantageux, les groupements fonctionnels Z sont identiques et choisis parmi les groupements amino, vinyle, formyle, et carbodiimide, de préférence sont des groupes amino.
En particulier, l’agent réticulant est choisi parmi le diisocyanate d’hexaméthylène, le 4,4'- diisocyanate de diphénylméthylène, le PEG20K-isocyanate à 4 bras, la spermine (ou 1 ,12-diamino-5,9-diazadodécane), la spermidine (ou 1 ,8-diamino-5-azaoctane), la cadavérine (ou 1 ,5-diaminopentane), la putrescine (ou 1 ,4-diaminobutane), la poly(éthylène glycol) diamine, l’éthylènediamine, le 1 ,4-butanediol diglycidyl éther (BDDE), le 1 ,2,7,8-diépoxy-octane, le poly(éthylène glycol) diglycidyl éther (PEGDGE), le 1 ,2-bis(2,3-époxypropoxy)éthane (EGDGE), le 1 ,3-bis(3- glycidyloxypropyl)tétraméthyldisiloxane, le poly(diméthylsiloxane) terminé à chaque extrémité par un diglycidyl éther (numéro CAS : 130167-23-6), le diacide de poly(éthylène glycol), le subérate de disuccinimidyle, le bis(sulfosuccinimidyl)subérate, le chlorure de sébacoyle, le 1 ,4-butane diisothiocyanate, la divinylsulfone (DVS), le glutaraldéhyde, le polyéthylène glycol, le 1 ,5-pentanedithiol, l’acide adipique dihydrazide, le bis-aminooxy-poly(éthylène glycol), le dianhydride de d’acide diéthylènetriaminepentaacétique, et leurs mélanges.
Lorsque les groupements fonctionnels Z sont des groupements époxyde, l’agent réticulant est de préférence choisi parmi le 1 ,4-butanediol diglycidyl éther (BDDE), le 1 ,2,7,8-diépoxy-octane, le poly(éthylène glycol) diglycidyl éther (PEGDGE), le 1 ,2- bis(2,3-époxypropoxy)éthane (EGDGE), le 1 ,3-bis(3- glycidyloxypropyl)tétraméthyldisiloxane, le poly(diméthylsiloxane) terminé à chaque extrémité par un diglycidyl éther (numéro CAS : 130167-23-6), des billes d’hydroxyapatite modifiées pour porter des groupements époxy et leurs mélanges.
Plus préférentiellement, l’agent réticulant est choisi parmi le 1 ,4-butanediol diglycidyl éther (BDDE), le 1 ,2,7,8-diépoxy-octane, le poly(ethylene glycol) diglycidyl ether (PEGDGE), le 1 ,2-bis(2,3-époxypropoxy)éthane (EGDGE), et leurs mélanges.
Lorsque les groupements fonctionnels Z sont des groupements amino, l’agent réticulant est de préférence une polyamine choisie parmi la spermine (ou 1 ,12-diamino-5,9- diazadodécane), la spermidine (ou 1 ,8-diamino-5-azaoctane), la cadavérine (ou 1 ,5- diaminopentane), la putrescine (ou 1 ,4-diaminobutane), leurs sels ou un mélange de ceux-ci, plus préférentiellement l’agent réticulant est une polyamine choisie parmi la spermine, la spermidine, leurs sels et leurs mélanges.
Lorsque les groupements fonctionnels Z sont des groupements amino, la réaction de réticulation de l’étape e) avec le polysaccharide est avantageusement réalisée en présence d’au moins un activateur, et le cas échéant associée à au moins un auxiliaire de couplage.
À cet égard, l’activateur peut être sélectionné parmi les carbodiimides solubles dans l’eau tels que le 1-éthyl-3-(3-diméthylaminopropyl)carbodiimide (EDC), le 1 -éthyl-3-[3- (triméthylamino)propyl]carbodiimide chlorhydrate (ETC), le 1-cyclohexyl-3-(2- morphilinoéthyl)carbodiimide (CMC), leurs sels et les mélanges de ceux-ci, de préférence est représenté par l’EDC.
En ce qui concerne l’auxiliaire de couplage, lorsqu’il est présent, il peut être sélectionné parmi le N-hydroxy succinimide (NHS), le N-hydroxybenzotriazole (HOBt), le 3,4- dihydro-3-hydroxy-4-oxo-1 ,2,3-benzotriazole (HOOBt), le 1-hydroxy-7- 7azabenzotriazole (HAt) et le N-hydroxysylfosuccinimide (sulfo NHS), et les mélanges de ceux-ci, de préférence est représenté par le HOBt.
L’agent réticulant peut être choisi parmi des billes d’hydroxyapatite modifiées pour porter des groupements époxy, un composé de formule Chem. Il tel que décrit ci-dessous, et leurs mélanges.
De préférence, l’agent réticulant est un composé de formule Chem. Il :
Y-(Z)n dans laquelle les groupes Z, identiques ou différents, sont tels que définis ci-dessus, n est un nombre entier supérieur ou égal à 2, notamment allant de 2 à 8, de préférence égal à 2,
Y est un groupe polyvalent hydrocarboné, notamment aliphatique, ayant une valence de n et comportant de 1 à 150 atomes de carbone :
- dans lequel un ou plusieurs (par exemple 1 à 150, ou encore 1 à 50 ou encore 1 à 15 ou encore 1 ou 2) motifs CH2 sont éventuellement remplacés par un ou plusieurs motifs divalents choisis parmi les arylènes ; -O- ; -S- ; -S(O)- ; -C(=O)- ; -SO2- ; -N(R1)- ; et -[SiR2R3O]m-SiR2R3- avec
R1 représentant un atome d'hydrogène, un groupement hydrocarboné aliphatique comportant de 1 à 6 atomes de carbone, ou un aryl-(C1-C6)alkyle ; m un nombre entier compris entre 1 et 20 ; et
R2 et les R3, identiques ou différents, représentant un atome d'hydrogène ; un atome d'halogène ; un groupement -OR11 avec R11 représentant un atome d'hydrogène, un groupement aryle ou un groupe hydrocarboné aliphatique comportant de 1 à 6 atomes de carbone ; un aryle ; ou un groupe hydrocarboné aliphatique comportant de 1 à 6 atomes de carbone éventuellement substitué par un ou plusieurs groupes choisis parmi un atome d’halogène, un aryle ou un hydroxyle,
- ledit groupe polyvalent étant non substitué ou substitué par un ou plusieurs groupes monovalents choisis parmi un atome d'halogène, un hydroxyle, et un aryl-(C1- C6)alkyle, de préférence non substitué.
En particulier n est un nombre entier allant de 2 à 8, de préférence n représente 2, 3 ou 4, encore plus préférentiellement n est égal à 2.
Avantageusement, R1 représente un atome d’hydrogène ou un groupement (C1- C6)alkyle.
En particulier, R2 et les R3, identiques ou différents, représentent un groupe hydrocarboné aliphatique comportant de 1 à 6 atomes de carbone, plus particulièrement un groupe (C1-C6)alkyle.
De préférence, dans la définition de Y, le groupe polyvalent hydrocarboné peut-être un groupe polyvalent hydrocarboné aliphatique ou aromatique, de préférence aliphatique et notamment saturé, ayant une valence de n et comportant de 1 à 150 atomes de carbone, préférentiellement de 1 à 50 atomes de carbone, plus préférentiellement de 1 à 20 atomes de carbone, encore plus préférentiellement de 2 à 20 atomes de carbone.
En particulier, dans la définition de Y, le groupe polyvalent hydrocarboné est un groupe polyvalent hydrocarboné aliphatique, saturé, notamment linéaire.
De préférence, Y est un groupe polyvalent hydrocarboné tel que décrit ci-dessus dans lequel un ou plusieurs motifs CH2 sont éventuellement remplacés par un ou plusieurs motifs divalents choisis parmi -O-, -SO2-, -[SiR2R3O]m-SiR2R3- et -NH-, avec R2, R3 et m tels que décrits ci-dessus.
En particulier, Y est un groupe polyvalent hydrocarboné tel que décrit ci-dessus, de préférence aliphatique et saturé, et notamment linéaire, ramifié, ou étoilé, et éventuellement dans lequel :
- au moins deux motifs CH2 sont remplacés par -O-, particulièrement entre 1 et 50 motifs CH2, plus particulièrement entre 1 et 15 motifs CH2, ou - au moins un, de préférence un ou deux, motif CH2 est remplacé par un motif - NH-, ou
- au moins un, de préférence un, motif CH2 est remplacé par un motif -SO2-, ou
- au moins deux, de préférence deux, motifs CH2 sont remplacés par -O- et au moins un, de préférence un, motif CH2 est remplacé par un motif -[SiR2R3O]m-SiR2R3- avec R2, R3 et m tels que décrits ci-dessus.
Plus particulièrement, lorsqu’un ou plusieurs motifs CH2 sont remplacés par -O-, le ou les motifs remplacés sont tels que Y comprend un ou plusieurs motifs -CH2-CH2-O-. En particulier, Y comprend de 1 à 50 motifs -CH2-CH2-O-, avantageusement de 2 à 25 motifs -CH2-CH2-O-, plus avantageusement de 2 à 15 motifs -CH2-CH2-O-. Y peut comprendre uniquement des motifs -CH2-CH2-O-.
Plus préférentiellement, Y est un groupe alkyle comprenant 1 à 150, notamment 1 à 50, en particulier 1 à 20, par exemple 1 à 12, notamment 1 à 6 atomes de carbone, de préférence linéaire, dans lequel éventuellement un ou plusieurs motifs CH2 sont remplacés par un ou plusieurs motifs divalents choisis parmi choisis parmi -O- et -NH-, plus particulièrement entre 1 et 50, notamment entre 1 et 15, par exemple 1 ou 2, motifs divalents choisis parmi -O- et -NH-.
Selon un premier mode de réalisation, R2 et les R3, identiques ou différents, représentent un groupement -OR11 avec R11 tel que décrit ci-dessus. En particulier, R11 représente un groupe hydrocarboné aliphatique comportant de 1 à 6 atomes de carbone, plus particulièrement un groupe (C1-C6)alkyle.
Selon un second mode de réalisation, R2 et les R3, identiques ou différents, représentent un groupe hydrocarboné aliphatique comportant de 1 à 6 atomes de carbone éventuellement substitué (de préférence non substitué) par un ou plusieurs groupes choisis parmi un atome d’halogène, un aryle ou un hydroxyle, plus préférentiellement un groupe (C1-C6)alkyle non substitué tel qu’un méthyle ou un éthyle.
Avantageusement, l’agent réticulant est un composé de formule suivante Chem. Ha : Z1-Y1-Z2 dans laquelle les groupes Z1 et Z2, identiques ou différents, sont choisis parmi les groupements isocyanate, amino, époxyde, carboxyle, N-succinimidyloxycarbonyle, N- sulfosuccinimidyloxycarbonyle, halogénocarbonyle, isothiocyanate, vinyle, formyle, hydroxyle, sulfhydryle, hydrazino, acylhydrazino, aminoxy, carbodiimide, et un résidu d’anhydride d’acide, et Y1 représente une chaîne divalente hydrocarbonée, notamment aliphatique, comportant de 1 à 50 atomes de carbone : - dans laquelle un ou plusieurs (par ex. 1 à 15 ou encore 1 ou 2) motifs CH2 sont éventuellement remplacés par un ou plusieurs motifs divalents choisis parmi les arylènes, -O-, -S-, -S(O)-, -C(=O)-, -SO2-, -N(R1)- , et -[SiR2R3O]m-SiR2R3- avec
R1 représentant un atome d'hydrogène, un groupement hydrocarboné aliphatique comportant de 1 à 6 atomes de carbone, ou un aryl-(C1-C6)alkyle, m un nombre entier compris entre 2 et 20 ; et
R2 et les R3, identiques ou différents, représentant un atome d'hydrogène ; un atome d'halogène ; un groupement -OR11 avec R11 représentant un atome d'hydrogène, un groupement aryle ou un groupe hydrocarboné aliphatique comportant de 1 à 6 atomes de carbone ; un aryle ; ou un groupe hydrocarboné aliphatique comportant de 1 à 6 atomes de carbone éventuellement substitué par un ou plusieurs groupes choisis parmi un atome d’halogène, un aryle ou un hydroxyle,
- ladite chaine étant non substituée ou substituée par un ou plusieurs groupes monovalents choisis parmi un atome d'halogène, un hydroxyle, un aryl-(C1-C6)alkyle.
Les groupes Z1 et Z2 ont la même définition que le groupe Z défini ci-dessus.
En particulier, le groupement T de la molécule de formule Chem. I et les groupements Z1 et Z2 de la molécule de formule Chem. Ha sont identiques.
Y1 a la même définition que Y défini ci-dessus avec une valence n étant égal à 2. En particulier Y1 peut comprendre uniquement des motifs -CH2-CH2-O-, tel que défini précédemment.
De préférence, l’agent réticulant de formule Chem. Il ou Chem. Ha ne comprend pas de motifs -[SiR2R3O]m-SiR2R3-.
La réticulation de l’étape e) du polysaccharide fourni à l’étape a) ou du polysaccharide obtenu suite à l’étape d) a lieu de préférence en présence de 0,05 à 10 moles, notamment de 0,05 à 7 moles, plus avantageusement de 0,05 à 5 moles, encore plus avantageusement de 0,1 à 2 moles, d’au moins un agent réticulant pour 100 moles d’unité de répétition du polysaccharide. Dans certains modes de réalisation, la réticulation de l’étape e) du polysaccharide fourni à l’étape a) ou du polysaccharide obtenu suite à l’étape d) a lieu en présence de 0,1 à moins de 2 moles, ou de 0,1 à 1 ,5 moles ou de 0,1 à 1 mole ou de 0,1 à 0,8 mole ou de 0,1 à 0,5 mole d’au moins un agent réticulant pour 100 moles d’unité de répétition du polysaccharide.
En particulier, la réticulation de l’étape e) a lieu en milieu réactionnel aqueux. Toutefois, si nécessaire, un solvant organique tel qu’un alcool, en particulier l’éthanol, ou le DMSO peut être utilisé pour solubiliser l’agent réticulant, par exemple lorsqu’il s’agit du poly(diméthylsiloxane) terminé à chaque extrémité par un diglycidyl éther (numéro CAS : 130167-23-6) avant ajout au milieu réactionnel aqueux.
Avantageusement, et notamment lorsque les groupes Z, tels que Z1 ou Z2, représentent un groupe époxyde ou un groupe vinyle, la réticulation de l’étape e) a lieu à un pH supérieur ou égal à 10, plus avantageusement supérieur ou égal à 12.
Pour cela, le milieu réactionnel comprend de préférence une base de Bronsted, plus préférentiellement un sel d’hydroxyde, tel qu’un hydroxyde de sodium ou de potassium. En particulier, le milieu réactionnel comprend une base de Bronsted, plus préférentiellement un hydroxyde, encore plus préférentiellement un hydroxyde de sodium ou de potassium à une concentration comprise entre 0,10M et 0,30M.
Selon un mode de réalisation, la réticulation de l’étape e) a lieu entre 4°C et 60°C, plus préférentiellement entre 10°C et 50°C.
En particulier, la réticulation de l’étape e) a lieu entre 1 heure et 2 semaines, plus particulièrement entre 3 heures et 1 semaine.
Selon une variante, la réticulation de l’étape e) a lieu à la température T et pression P, pendant une durée t telle que décrite ci-dessus, la durée t variant en fonction du pH du milieu réactionnel. Dans ce cas, l’étape e) est avantageusement concomitante au moins en partie ou totalement à l’étape d) et éventuellement l’étape c).
En présence de plusieurs agents réticulants, les agents réticulants peuvent être ajoutés de manière simultanée ou séparée dans le temps. L’étape e) peut ainsi comprendre des étapes de réticulation répétées. La quantité totale d’agents réticulant varie de 0,05 à 10 moles, notamment de 0,05 à 7 moles, plus avantageusement de 0,05 à 5 moles, encore plus avantageusement de 0,1 à 2 moles, pour 100 moles d’unité de répétition du polysaccharide. Dans certains modes de réalisation, la quantité totale d’agents réticulant varie de 0,1 à moins de 2 moles, ou de 0,1 à 1 ,5 moles ou de 0,1 à 1 mole ou de 0,1 à 0,8 moles ou de 0,1 à 0,5 moles d’agents réticulant pour 100 moles d’unité de répétition du polysaccharide.
Cette étape permet de réticuler les chaines polysaccharidiques entre elles. Les groupes fonctionnels de l’agent réticulant réagissent avec des groupements fonctionnels présents sur les polysaccharides de sorte à lier les chaines polysaccharidiques entre elles et à les réticuler en formant des liaisons intermoléculaires. L’agent réticulant peut également réagir avec des groupements fonctionnels présents sur une même molécule de polysaccharide de sorte à former des liaisons intramoléculaires. Notamment, les groupes fonctionnels de l’agent réticulant réagissent avec les groupes -OH ou -COOH, éventuellement CHO, présents sur les polysaccharides tels que l’acide hyaluronique. On obtient ainsi des polysaccharides réticulés comprenant au moins un lien de réticulation entre deux chaines polysaccharidiques, ledit lien de réticulation étant le résidu de l’agent réticulant de l’étape e).
En particulier, suite à l’étape e), les polysaccharides réticulés comprennent au moins un lien de réticulation entre deux chaines polysaccharidiques, ledit lien de réticulation comprenant plus particulièrement le groupe polyvalent Y tel que décrit ci-dessus, de préférence, le groupe divalent Y1 tel que décrit ci-dessus.
Certains groupes fonctionnels Z (tels que Z1 et Z2) de l’agent réticulant peuvent cependant ne pas réagir avec une chaine polysaccharidique.
En particulier, lorsque l’agent réticulant comporte deux groupements fonctionnels Z1 et Z2, l’un des groupes fonctionnels Z1 peut réagir avec un polysaccharide tandis que l’autre groupe fonctionnel Z2 ne réagit avec aucun polysaccharide. Un lien pendant est alors formé.
D’une manière générale, la quantité en agent de fonctionnalisation augmente lorsque l’on diminue la quantité en agent réticulant, et réciproquement.
Selon une première variante, l’étape e) a lieu avant l’étape c), notamment entre l’étape a) et l’étape c).
Selon une deuxième variante, les étapes c) et e) sont concomitantes. Selon cette variante, l’étape d) peut être au moins en partie concomitante à l’étape c) tel que décrit ci-dessus.
Selon une troisième variante, l’étape e) a lieu après l’étape c) et avant d) ou après l’étape c) et au moins en partie concomitamment avec l’étape d).
Ainsi, lors de l’étape e), le milieu réactionnel peut être maintenu en partie de préférence à la température T et pression P pendant une durée t telle que décrit ci-dessus, cette durée t variant en fonction du pH du milieu réactionnel, en particulier lorsque l’étape e) est au moins en partie concomitante avec l’étape d).
Selon une quatrième variante, l’étape e) a lieu après l’étape d).
Dans certains modes de réalisation, l’étape e) n’est pas mise en œuvre. Etape f)
De préférence, le procédé selon l’invention comprend en outre une étape f) d’ajout d’une molécule de formule Chem. Ill suivante :
R7O-[R12R13SiO]p-R8 ou un sel de celle-ci dans laquelle :
- p est un nombre entier de 1 à 20 ;
- R12 et les R13, identiques ou différents, représentent un atome d'hydrogène ; un atome d'halogène ; un groupement -OR14 avec R14 représentant un atome d'hydrogène, un groupement aryle ou un groupe hydrocarboné aliphatique comportant de 1 à 6 atomes de carbone ; un aryle ; ou un groupe hydrocarboné aliphatique comportant de 1 à 6 atomes de carbone éventuellement substitué par un ou plusieurs groupes choisis parmi un atome d’halogène, un aryle ou un hydroxyle ; et
- R7 et R8, identiques ou différents, représentent un atome d'hydrogène, un groupement aryle ou un groupe hydrocarboné aliphatique comportant de 1 à 6 atomes de carbone.
Selon un mode de réalisation l’étape f) est réalisée avant que la température du milieu réactionnel ne soit à la température T et pression P lors de l’étape d), notamment avant, pendant ou après l’étape c).
Selon une variante, l’étape f) est réalisée après l’étape d), c’est-à-dire après que le milieu réactionnel ait été maintenu à la température T et pression P.
Lorsque l’étape c) et l’étape d) sont concomitantes, l’étape f) est réalisée avant ces étapes c) et d), en particulier entre l’étape a) et l’étape c).
De préférence, R12 et les R13, identiques ou différents, représentent un groupement -OR14 avec R14 représentant un atome d'hydrogène, un groupement aryle ou un groupe hydrocarboné aliphatique comportant de 1 à 6 atomes de carbone ; un aryle ; ou un groupe hydrocarboné aliphatique comportant de 1 à 6 atomes de carbone éventuellement substitué par un ou plusieurs groupes choisis parmi un atome d’halogène, un aryle ou un hydroxyle.
En particulier, R12 et les R13, identiques ou différents, représentent un groupement -OR14 avec R14 représentant un atome d'hydrogène, un groupe hydrocarboné aliphatique comportant de 1 à 6 atomes de carbone, de préférence un groupement (C1-C6)alkyle ; ou un groupe hydrocarboné aliphatique comportant de 1 à 6 atomes de carbone, de préférence un groupement (C1-C6)alkyle.
Avantageusement, R7 et R8, identiques ou différents, représentent un atome d'hydrogène, ou un groupe hydrocarboné aliphatique comportant de 1 à 6 atomes de carbone, de préférence un groupement (C1-C6)alkyle.
Cette molécule de formule Chem. Ill comporte des groupements Si-OR (Si-OR7, Si-OR8 et éventuellement Si-OR14) capables de réagir avec les groupements Si-OR (Si-OR10 et éventuellement Si-OR4) de la molécule de formule Chem. I. Ainsi, lors de la réaction sol- gel permettant la formation de liaisons Si-O-Si, une molécule de formule Chem. Ill peut se lier à deux molécules de formule Chem. I greffées sur des chaines polysaccharidiques de sorte à former des liaisons de réticulation résultant du couplage d’une molécule de formule Chem. Ill avec deux molécules de formule Chem. I.
Par exemple, la molécule de formule Chem. Ill est l’acide orthosilicique, le tétraéthyl orthosilicate (TEOS), le polydiméthylsiloxane (PDMS), le TEOS/acide orthosilicique oligomérisés, ou le méthyl silanetriol (de préférence utilisé sous forme de son sel de sodium appelé méthyl siliconate de sodium - NAMS).
Avantageusement, l’étape f) a lieu à un pH supérieur ou égal à 9, notamment supérieur ou égal à 10, plus avantageusement supérieur ou égal à 12, et notamment inférieur à 14, par exemple inférieur ou égale à 13,5, en particulier lorsque la molécule de formule Chem. Ill est le méthyl siliconate de sodium (NAMS).
Pour cela, le milieu réactionnel comprend de préférence une base de Bronsted, plus préférentiellement un hydroxyde, encore plus préférentiellement un hydroxyde de sodium ou de potassium. En particulier, le milieu réactionnel comprend une base de Bronsted, plus préférentiellement un hydroxyde, encore plus préférentiellement un hydroxyde de sodium ou de potassium à une concentration comprise entre 0,10M et 0,30M.
Les étapes g) à i) qui suivent sont des étapes de formulation du gel réalisées :
- soit toutes avant que le milieu réactionnel ne soit à la température T et pression P lors de l’étape d),
- soit toutes après l’étape d), c’est-à-dire après que le milieu réactionnel ait été maintenu à température T et pression P. Etape g)
Avantageusement, le procédé selon l’invention comprend en outre une étape g) d’ajout d’au moins un composant additionnel choisi parmi les agents lubrifiants ; les principes actifs cosmétiques tels que les antioxydants, les co-enzymes, les acides aminés, les vitamines, les minéraux, et les acides nucléiques ; et les mélanges de ceux-ci, tels que décrits ci-dessous.
L’étape g) peut comprendre également l’ajout d’au moins un principe actif thérapeutique avantageusement choisi parmi les anesthésiants, les antibiotiques, les antifongiques, l’adrénaline et ses dérivés, et les mélanges de ceux-ci, tels que décrits ci-dessous, en sus ou à la place du au moins un composant additionnel mentionné ci-dessus.
Le cas échéant, l’étape g) a lieu préférentiellement après l’étape h) de purification.
Le cas échéant, l’étape g) a lieu préférentiellement avant l’étape j) de stérilisation.
En particulier, l’étape g) peut comprendre également l’ajout d’au moins un principe actif thérapeutique, au moins un principe actif cosmétique, ou leur mélange.
Lorsqu’ au moins un principe actif thérapeutique et/ou au moins un principe actif cosmétique est ajouté, l’étape g) a lieu de préférence avant que le milieu réactionnel ne soit à la température T et pression P lors de l’étape d).
Etape h)
De préférence, le procédé comprend en outre au moins une étape h) de purification, en particulier par dialyse.
Le cas échéant, l’au moins une étape h) a lieu préférentiellement avant l’étape g).
Le cas échéant, l’au moins une l’étape h) a lieu préférentiellement avant l’étape j) de stérilisation.
Le cas échéant, l’au moins une l’étape h) a lieu préférentiellement avant l’étape i) de tamisage.
Selon un mode de réalisation particulier, une purification est réalisée après l’étape c). Selon un autre mode de réalisation, une purification est réalisée après l’étape e). Selon un autre mode de réalisation, une purification est réalisée après l’étape d).
Etape i)
En particulier, le procédé comprend en outre une étape i) de tamisage, plus particulièrement avec un tamis d’une porosité comprise entre 50 et 2000 pm. Cette étape de tamisage permet d’obtenir un hydrogel plus homogène avec une force d’extrusion la plus constante possible, i.e. la plus régulière possible. L’homme du métier sait sélectionner un tamis avec une taille de pores adaptée en fonction des propriétés mécaniques du gel qu’il souhaite obtenir.
De préférence, l’étape i) a lieu après les étapes a) à d) et les éventuelles étapes e), f), g) et h).
Le cas échéant, l’étape i) a lieu préférentiellement avant l’étape j) de stérilisation.
Etape j)
Le procédé selon l’invention peut comprendre une étape de stérilisation. La stérilisation est de préférence réalisée par la chaleur, notamment par autoclave. La stérilisation est généralement effectuée en augmentant la température du milieu de stérilisation jusqu’à une température dite « température au plateau », qui est maintenue pendant une durée déterminée dite « durée au plateau ». La stérilisation est de préférence réalisée à une température au plateau allant de 121°C à 135°C, de préférence d’une durée au plateau allant de 1 minute à 20 minutes avec FO > 15. La valeur stérilisatrice FO correspond au temps nécessaire, en minutes, à 121 °C, pour inactiver 90% de la population de microorganismes présente dans le produit à stériliser. Alternativement, la stérilisation peut être notamment réalisée par radiation aux rayons gamma, UV ou au moyen d’oxyde d’éthylène.
Ainsi, avantageusement, le procédé comprend en outre une étape j) de stérilisation de l’hydrogel, notamment une étape de stérilisation par la chaleur réalisée à une température au plateau comprise entre 121 °C et 135°C, de préférence d’une durée au plateau entre 1 minute et 20 minutes avec FO > 15 ou une étape de stérilisation par radiation UV.
Selon une première alternative, l’étape de stérilisation est réalisée après les étapes a) à d) et les éventuelles étapes e), f), g), h) et i).
Selon une deuxième alternative, l’étape de stérilisation a lieu après l’étape c) et avant que le milieu réactionnel ne soit à la température T et pression P lors de l’étape d). Dans ce cas, le pH du milieu réactionnel est ajusté à un pH physiologique (6, 8-7, 8) avant la stérilisation.
En particulier, le gel est stérilisé après avoir été conditionné dans son dispositif d’injection et le conditionnement du gel a lieu suite à toutes les étapes du procédé et avant la stérilisation. Etape k)
En particulier, le procédé comprend en outre une étape k) de gonflement du gel.
Lors de l’étape de gonflement du gel, la concentration en polysaccharide du gel est adaptée. En particulier, un solvant est ajouté, par exemple, de l’eau, un tampon phosphate, de l’eau pour préparation injectable. Plus particulièrement, le solvant ajouté a un pH autour du pH physiologique.
La concentration en polysaccharide obtenue suite à l’étape k) est avantageusement comprise entre 1 mg/g de gel et 50 mg/g de gel, plus avantageusement entre 5 mg/g de gel et 35 mg/g de gel, encore plus avantageusement entre 10 mg/g de gel et 30 mg/g de gel.
De préférence, l’étape k) a lieu après l’étape d) et le retour du milieu réactionnel à un pH physiologique (6, 8-7, 8), le cas échéant.
HYDROGEL
La présente invention a également pour objet un hydrogel susceptible d’être obtenu par le procédé de la présente invention. Un tel hydrogel peut également être désigné par le terme « cryogel ».
De préférence, le milieu liquide de l’hydrogel est un milieu aqueux choisi parmi une solution aqueuse ou un mélange de solutions aqueuses, préférentiellement choisi parmi de l’eau pour préparation injectable, du tampon phosphate salin ou un mélange des deux, encore préférentiellement du tampon phosphate salin dans le contexte d’applications thérapeutiques, cosmétiques et esthétiques selon l’invention.
Cet hydrogel est de préférence un hydrogel injectable. Il est de préférence stérile, notamment stérilisé par la chaleur à une température au plateau comprise entre 121°C et 135°C, de préférence d’une durée au plateau entre 1 minutes et 20 minutes avec F0 > 15. L’hydrogel est de préférence homogène. L’hydrogel est de préférence filant, avec notamment un angle de phase 5 compris entre 20° et 45°.
Cet hydrogel peut comprendre également un composant additionnel choisi parmi les agents lubrifiants ; les principes actifs cosmétiques tels que les antioxydants, les co-enzymes, les acides aminés, les vitamines, les minéraux, et les acides nucléiques ; et les mélanges de ceux-ci, tels que décrits ci-dessous.
Cet hydrogel peut comprendre également au moins un principe actif thérapeutique avantageusement choisi parmi les anesthésiants, les antibiotiques, les antifongiques, l’adrénaline et ses dérivés, et les mélanges de ceux-ci, tels que décrits ci-dessous. Le polysaccharide de cet hydrogel est de préférence tel que défini ci-dessus, dans le cadre de la description de l’étape a) du procédé selon l’invention.
Préférentiellement, un hydrogel selon la présente invention, acceptable pour les applications thérapeutiques et/ou cosmétiques visées par la présente invention, possède un stress au cross-over (ou contrainte au croisement des modules G’ et G”) supérieur ou égal à 50 Pa, préférentiellement entre 50 et 5000 Pa et encore préférentiellement entre 100 et 1000 Pa et un module élastique G’ supérieur ou égal à 20 Pa, préférentiellement de 100 Pa à 2000 Pa, encore préférentiellement de 100 Pa à 1000 Pa.
Préférentiellement, un hydrogel selon la présente invention, acceptable pour les applications thérapeutiques et/ou cosmétiques visées par la présente invention, possède une cohésivité de 1 N à 30 N. Cette cohésivité est mesurée par compression mécanique à l’aide d’un rhéomètre. Pour cela, le gel est déposé sur un plan Peltier avec un entrefer initial de 2.60mm ; il est ensuite comprimé à une vitesse constante de 100 pm/s jusqu’à 70 % de l’entrefer initial, à 25°C ; finalement, la cohésivité du gel est mesurée à la fin de la course de compression. Plus un gel est cohésif, i.e. , a une valeur de cohésivité élevée, plus il est capable de résister à des contraintes, telles que celles qu’il peut rencontrer après son administration chez un sujet.
COMPOSITION
La présente invention a également pour objet une composition comprenant l’hydrogel selon la présente invention. Il s’agit de préférence d’une composition cosmétique ou pharmaceutique. Elle peut comprendre en outre des excipients physiologiquement acceptables.
L’hydrogel selon l’invention comprend un polysaccharide, de préférence de l’acide hyaluronique, réticulé. La composition peut comprendre en outre un polysaccharide, de préférence de l’acide hyaluronique, non réticulé.
L’acide hyaluronique non réticulé peut être présent dans la composition en tant que lubrifiant.
La composition selon la présente invention peut ainsi comprendre de 0,1 à 5% en poids, de préférence de 1 à 3% en poids de polysaccharide, de préférence d’acide hyaluronique, par rapport au poids total de ladite composition, le polysaccharide tel que l’acide hyaluronique, étant présent sous forme réticulée et optionnellement non réticulée. En particulier, la teneur en polysaccharide, notamment en acide hyaluronique, non réticulé varie de 0 à 40% en poids, préférentiellement de 1 à 40% en poids, plus préférentiellement de 5 à 30% en poids, par rapport au poids total de polysaccharide, notamment d’acide hyaluronique, présent dans la composition.
La composition selon la présente invention est de préférence une composition stérile, notamment stérilisée par la chaleur à une température au plateau comprise entre 121 °C et 135°C, de préférence d’une durée au plateau entre 1 minute et 20 minutes avec FO > 15. Il s’agit de préférence d’une composition injectable. La composition selon l’invention comprend alors de préférence un milieu physiologiquement acceptable, de préférence un milieu aqueux physiologiquement acceptable.
Le milieu aqueux physiologiquement acceptable peut comprendre un solvant ou un mélange de solvants physiologiquement acceptables et comprend de préférence de l’eau, de préférence le solvant est de l’eau.
Le milieu physiologiquement acceptable peut également comprendre des agents isotoniques tels que des oses, du chlorure de sodium et leur mélange.
Le milieu physiologiquement acceptable peut en outre comprendre au moins une solution saline isotonique et physiologiquement acceptable.
De préférence, ladite solution saline équilibrée est une solution saline tamponnée par des phosphates, et particulièrement un tampon de solution saline de KH2PO4/K2HPO4.
La composition selon l’invention peut comprendre en outre au moins un composé additionnel choisi parmi les agents lubrifiants ; les principes actifs cosmétiques tels que les antioxydants, les co-enzymes, les acides aminés, les vitamines, les minéraux, et les acides nucléiques ; et les mélanges de ceux-ci. Préférentiellement, le composé additionnel est hydrosoluble ou modifié pour être soluble en milieu aqueux. La composition selon l’invention peut comprendre également au moins un principe actif thérapeutique avantageusement choisi parmi les anesthésiants, les antibiotiques, les antifongiques, l’adrénaline et ses dérivés, et les mélanges de ceux-ci, tels que décrits ci-dessous. Préférentiellement, le principe actif thérapeutique est hydrosoluble.
En tant qu’anesthésiants, on peut mentionner l’Ambucaïne, l’Amoxécaïne, l’Amyléine, l’Aprindine, l’Aptocaïne, l’Articaïne, la Benzocaine, la Bétoxycaïne, la Bupivacaïne, la Butacaïne, le Butamben, la Butanilicaïne, le Chlorobutanol, la Chloroprocaïne, la Cinchocaïne, la Clodacaïne, la Cocaïne, la Cryofluorane, la Cyclométhycaïne, la Dexivacaïne, la Diamocaïne, le Dipérodon, la Dyclonine, l’Etidocaïne, l’Euprocine, la Fébuvérine, la Fomocaïne, le Guafécaïnol, l’Heptacaïne, l’Hexylcaïne, l’Hydroxyprocaïne, l’Hydroxytétracaïne, l’Isobutamben, la Leucinocaïne, la Lévobupivacaïne, le Lévoxadrol, le Lidamidine, la Lidocaine, la Lotucaïne, le Menglytate, la Mépivacaïne, la Méprylcaïne, la Myrtécaïne, l’Octacaïne, l’Octodrine, l’Oxétacaïne, l’Oxybuprocaïne, la Paréthoxycaïne, la Paridocaïne, la Phénacaïne, la Pipérocaïne, la Piridocaïne, le Polidocanol, la Pramocaïne, la Prilocaïne, la Procaine, la Propanocaïne, la Propipocaine, la Propoxycaïne, la Proxymétacaïne, la Pyrrocaïne, la Quatacaïne, la Quinisocaïne, la Risocaïne, la Rodocaïne, la Ropivacaïne, la Tétracaïne, la Tolycaïne, la Trimécaïne ou un sel de celui-ci, en particulier un chlorhydrate de celui-ci, et un mélange de ceux-ci.
Des exemples d’antioxydants incluent de manière non limitative le glutathion, le glutathion réduit, l’acide ellagique, la spermine, le resvératrol, le rétinol, la L-carnitine, les polyols, les polyphénols, les flavonols, les théaflavines, les catéchines, la caféine, l’ubiquinol, l’ubiquinone, l’acide alpha-lipoïque et leurs dérivés, et un mélange de ceux-ci.
Des exemples d’acides aminés incluent de manière non limitative, on peut mentionner l’arginine (e.g., L-arginine), l’isoleucine (e.g., L-isoleucine), la leucine (e.g., L-leucine), la lysine (e.g., L-lysine ou L-lysine monohydratée), la glycine, la valine (e.g., L-valine), la thréonine (e.g., L-thréonine), la proline (e.g., L-proline), la méthionine, l’histidine, la phénylalanine, le tryptophane, la cystéine, leurs dérivés (e.g., dérivés N-acétylés comme la N-acétyl-L-cystéine) et un mélange de ceux-ci.
Des exemples de vitamines et de leurs sels incluent de manière non limitative, les vitamines E, A, C, B, spécialement les vitamines B6, B8, B4, B5, B9, B7, B12, et mieux la pyridoxine et ses dérivées et/ou sels, de préférence le chlorhydrate de pyridoxine.
Des exemples de minéraux incluent de manière non limitative, les sels de zinc (e.g., acétate de zinc, notamment déshydraté), les sels de magnésium, les sels de calcium (e.g., l’hydroxyapatite, notamment sous forme de bille), les sels de potassium, les sels de manganèse, les sels de sodium, les sels de cuivre (e.g., sulfate de cuivre, notamment pentahydraté), éventuellement sous une forme hydratée, et les mélanges de ceux-ci.
En tant qu’acides nucléiques, on peut mentionner en particulier l’adénosine, la cytidine, la guanosine, la thymidine, la cytodine, leurs dérivés et un mélange de ceux-ci.
En tant que co-enzymes, on peut citer la coenzyme Q10, la CoA, le NAD, le NADP, et les mélanges de ceux-ci.
En tant que dérivés d’adrénaline, on peut mentionner la noradrénaline.
Les quantités de composés additionnels dépendent bien entendu de la nature du composé en question, de l’effet souhaité, et de la destination de la composition telle que décrite ici. APPLICATIONS
L’hydrogel ou la composition selon l’invention peut avoir des applications thérapeutiques, cosmétiques ou esthétiques.
La présente invention concerne donc également un hydrogel ou une composition selon l’invention pour son utilisation dans le comblement et/ou le remplacement de tissus, en particulier de tissus mous, notamment par injection de l’hydrogel ou de la composition dans le tissu.
L’hydrogel ou la composition peut être destinée à une application superficielle. Une application superficielle se réfère à l’administration d’une composition dans les couches supérieures de la peau, i.e. dans ou sur la peau, par exemple par mésothérapie et par exemple pour réduire les rides superficielles et/ou pour améliorer la qualité de la peau (comme son éclat, sa densité ou sa structure) et/ou pour rajeunir la peau.
L’hydrogel ou la composition peut être destinée à une application profonde. Une application profonde se réfère à l’administration d’une composition dans les couches les plus profondes de la peau et/ou sous la peau (au-dessus du périoste) pour augmenter le volume des tissus mous, comme pour combler les rides profondes et/ou les régions partiellement atrophiées du visage et/ou du corps.
L’hydrogel ou la composition peut être polyvalent(e), i.e., être utilisé(e) à la fois pour une application profonde et superficielle.
De préférence, lorsque l’hydrogel ou la composition selon l’invention comprend au moins un principe actif thérapeutique, la présente invention concerne l’hydrogel ou une composition selon l’invention pour son utilisation dans la libération modifiée, retardée ou prolongée de principes actifs thérapeutiques.
En particulier, l’hydrogel ou la composition selon l’invention est utilisé dans des soins bucco-dentaires et plus particulièrement dans le traitement de la récession gingivale, ou pour combler les poches parodontales. Plus particulièrement, l’hydrogel ou la composition selon l’invention est utilisé pour traiter les défauts de l’architecture gingivale qui peuvent arriver avec la perte de dent, avec le vieillissement, avec les maladies et troubles parodontales, ou après la pose d’implants de dent, de couronnes ou de bridges. L’hydrogel ou la composition selon l’invention peut être utilisé également en ophtalmologie, plus particulièrement pour protéger les structures oculaires durant une chirurgie de l’œil comme par exemple la chirurgie ophtalmique du segment antérieur ou postérieur, l’extraction de la cataracte éventuellement avec implantation d’une lentille intraoculaire, la chirurgie de transplantation cornéenne, la chirurgie filtrante du glaucome, ou encore l’implantation d’une lentille secondaire. Dans ce cas, l’hydrogel ou la composition selon l’invention sera plus particulièrement injecté dans l’œil.
L’hydrogel ou la composition selon l’invention peut être utilisé également en orthopédie ou rhumatologie, par exemple par injection dans la cavité synoviale. L’hydrogel ou la composition selon l’invention est utilisé alors en tant que viscosupplémentation.
L’hydrogel ou la composition selon l’invention peut être utilisé également dans le traitement de la lipodystrophie.
L’hydrogel ou la composition selon l’invention peut être utilisé en chirurgie esthétique, en particulier pour des gynécoplasties et/ou pénoplasties.
L’hydrogel ou la composition selon l’invention est administré plus particulièrement par injection.
L’hydrogel ou la composition selon l’invention peuvent également être utilisés pour la libération modifiée, retardée ou prolongée de principes actifs thérapeutiques, en particulier les principes actifs thérapeutiques tels que décrits ci-dessus. Plus l’hydrogel est laissé à température T° et à pression P longtemps en présence du ou des principes actifs, plus la réaction sol-gel sera importante et plus la libération du principe actif sera lente. Ainsi, il est possible d’adapter la durée et/ou l’intensité de libération du principe actif à la demande. Cela s’applique également à la libération modifiée, retardée ou prolongée de principes actifs cosmétiques.
La présente invention a également pour objet l’utilisation esthétique, et donc non thérapeutique, d’un hydrogel ou d’une composition selon l’invention pour prévenir et/ou traiter l’altération des propriétés viscoélastiques ou biomécaniques de la peau, et en particulier pour régénérer hydrater, raffermir ou restaurer l’éclat de la peau, notamment par mésothérapie ; pour combler des défauts volumiques de la peau, et notamment combler des rides, des ridules ou des cicatrices (en particulier des cicatrices creuses) ; pour réduire l’apparition des rides et ridules ; ou lorsque ledit hydrogel ou ladite composition comprend au moins un principe actif cosmétique, pour la libération modifiée, retardée ou prolongée de principes actifs cosmétiques, notamment tels que définis ci-dessus.
Par exemple, la présente invention a pour objet l’utilisation esthétique d’un hydrogel ou d’une composition selon l’invention pour atténuer les sillons naso-géniens et plis d’amertumes ; pour augmenter le volume des pommettes, du menton ou des lèvres ; pour rétablir les volumes du visage notamment des joues, des tempes, de l’ovale du visage, et du pourtour de l’œil ; ou pour régénérer, hydrater, raffermir ou restaurer l’éclat de la peau, notamment par mésothérapie. En particulier, l’hydrogel ou la composition selon l’invention est un hydrogel ou une composition anti-âge. L’hydrogel ou la composition selon l’invention est administré plus particulièrement par injection.
La présente invention concerne également un procédé de traitement cosmétique, de préférence anti-âge, des matières kératiniques, en particulier de la peau, comprenant au moins une étape d’administration d’un hydrogel ou d’une composition selon l’invention sur ou à travers lesdites matières kératiniques, plus particulièrement par injection.
L’administration peut être une injection, en particulier une injection intra-épidermique et/ou intradermique et/ou sous-cutanée. L'administration par injection intra-épidermique et/ou intradermique et/ou sous-cutanée selon l'invention vise à injecter un hydrogel ou une composition de l'invention dans une région épidermique, dermo-épidermique et/ou dermique. L’hydrogel ou la composition selon l’invention peut être administré également par une injection supra-périostée.
L’hydrogel ou la composition selon l’invention peut être injecté en utilisant l’un quelconque des modes connus de l'homme du métier. Notamment, un hydrogel ou une composition selon l'invention peut être administré au moyen d'un dispositif d'injection adapté à une injection intra-épidermique et/ou intradermique et/ou sous-cutanée et/ou supra-périostée. Le dispositif d'injection peut notamment être choisi parmi une seringue, un ensemble de microseringues, un dispositif laser ou hydraulique, un pistolet d'injection, un dispositif d'injection sans aiguille, ou un rouleau à micro-aiguilles.
Le dispositif d'injection peut comporter tout moyen d'injection habituellement utilisée convenant à une injection intraépidermique et/ou intradermique et/ou sous-cutanée et/ou supra-périostée. De préférence, un tel moyen peut être une aiguille hypodermique ou une canule.
Une aiguille ou canule selon l'invention peut présenter un diamètre variant de 18 à 34 G, de préférence entre 25 et 32 G, et une longueur variant de 4 à 70 mm, et de préférence de 4 à 25 mm. L'aiguille ou canule est avantageusement à usage unique.
Avantageusement, l'aiguille ou canule est associée à une seringue ou tout autre dispositif permettant de délivrer à travers l'aiguille ou la canule ledit hydrogel ou ladite composition injectable.
Selon une variante de réalisation, un cathéter peut être intercalé entre l'aiguil le/la canule et la seringue. De façon connue, la seringue peut être actionnée manuellement par le praticien ou bien par un support de seringue comme les pistolets.
De préférence, le dispositif d'injection peut être choisi parmi une seringue ou un ensemble de microseringues. Dans une variante de réalisation, le dispositif d'injection peut être adapté à la technique de la mésothérapie.
La mésothérapie est une technique de traitement par injection intra-épidermique et/ou intradermique et/ou sous-cutanée d’une composition ou d’un hydrogel. La composition ou l’hydrogel est administré selon cette technique par injection sous forme de multiples gouttelettes de faible taille au niveau de l'épiderme, de la jonction dermo-épidermique et/ou du derme afin, notamment, de réaliser un nappage sous-cutané. La technique de mésothérapie est notamment décrite dans l'ouvrage « Traité de mésothérapie » de Jacques LE COZ, édition Masson, 2004. La mésothérapie faite sur le visage est également appelée mésolift, ou également sous le terme anglosaxon « mesoglow ». L’administration peut également être topique.
De préférence, il s’agit d’une application topique sur la surface de la peau, plus particulièrement sur l’épiderme, encore plus particulièrement sur l’épiderme facial.
La présente invention porte ainsi également sur un dispositif d’injection tel que décrit précédemment comprenant un hydrogel ou une composition selon l’invention.
Les effets biologiques additionnels accessoires des hydrogels selon l’invention peuvent être étudiés in vitro et/ou in vivo ; lesdits tests in vivo peuvent par exemple inclure des tests d’administration chez le petit animal d’une composition selon l’invention vs. une composition comparative afin de suivre l’apparition d’effets biologiques avec notamment l’évaluation de l’amélioration de la qualité de la peau chez l’animal, en particulier l’homme vivant (e.g. son hydratation et/ou son élasticité) et, après sacrifice de l’animal, des coupes histologiques pour étudier l’éventuelle modification de l’expression protéique au niveau du site d’administration (coloration).
Ces tests in vivo peuvent également inclure l’évaluation de la qualité de la peau chez l’homme suite à l’administration d’une composition selon l’invention vs. une composition comparative.
Lesdits test in vitro incluent des tests sur des cellules dermiques (telles que les fibroblastes) de cytotoxicité, de viabilité, d’expression protéique (ELISA) notamment pour l’expression de l’acide hyaluronique, de l’élastine, de la fibrilline, de l’aquaporine et/ou des collagènes de différents types et d’expression génique (e.g., gènes codants pour l’acide hyaluronique, l’élastine, la fibrilline, l’aquaporine et/ou les collagènes de différents types).
La présente invention est illustrée par les exemples non limitatifs ci-dessous. EXEMPLES
Matériel et méthodes
- GPTMS : (3-Glycidyloxypropyl)triméthoxy-silane (Sigma 440167)
- APTES : (3-aminopropyl)triethoxysilane (SIGMA)
- NaHA : hyaluronate de sodium non réticulé 1,5MDa et 4MDa (HTL)
- NaOH 0,25M
- HCl 1M (Chem Lab)
- Tampon Phosphate PBS (Braun),
- Chlorhydrate de Lidocaine
- Agitateur tridimensionnel Turbula®
- Homogénéisateur broyeur à palettes
- Poche stérile
Mesure des propriétés viscoélastiques
Les propriétés viscoélastiques des prototypes obtenus ont été mesurées en utilisant un rhéomètre (DHR-2) ayant un cône en acier inoxydable (1° - 40 mm) à géométrie cône-plan et un plan peltier en aluminium anodisé (42 mm) (entrefer 24 pm).
Pour les mesures de module élastique G’, de module visqueux G” et d’angle de phase 5, un balayage en contraintes est effectué à 1 Hz et 25°C sur le gel.
Le module élastique G’, le module visqueux G” et l’angle de phase 5 sont reportés pour une contrainte de 5 Pa.
La contrainte au croisement de G’ et G” notée T par la suite est déterminée au croisement des courbes des modules G’ et G”, et est exprimée en Pascal.
Mesure de la cohésivité
Pour la mesure de cohésivité (ou résistance mécanique, exprimée en Newton), le gel est déposé sur le plan Peltier avec un entrefer initial de 2.60mm. Le gel est ensuite comprimé à une vitesse constante de 100 pm/s jusqu’à 70% de l’entrefer initial, à 25°C. La cohésivité du gel est mesurée à la fin de la course de compression.
Mesure de la force d’extrusion
Les forces d’extrusion (en Newton) des prototypes conditionnés en seringues ont été conduites par le biais d’un banc d’essai (Mecmesin 2.5-dV) équipé d’un dynamomètre (Mecmesin AFG 100N) à une vitesse constance de 12.5 mm/min, sur une distance de 2.5 cm, à travers une aiguille 27G 2” et à température ambiante. Les résultats de forces d’extrusion correspondent à la moyenne des forces moyennes d’extrusion sur au moins 3 échantillons.
Etude qualitative du caractère filant d’un produit
1 mL de produit étudié est déposé sur une surface lisse et dure, e.g. une paillasse de laboratoire. A l’aide de son index, l’opérateur exerce une pression sur le produit de façon à le comprimer contre la surface puis relève son index à une vitesse de l’ordre du cm/sec, jusqu’à une hauteur d’environ 2cm de la surface. Une photographie est prise lorsque l’index est à une hauteur d’environ 2cm de la surface. Si le gel s’est rompu, le gel n’est pas filant ou présente un faible caractère filant. Si le gel n’est pas rompu, il présente un caractère filant acceptable.
Sauf stipulation contraire, les étapes décrites ci-dessous sont réalisées à température ambiante (21°C).
Un mois désigne 31 jours.
Exemple 1 : Etude de l’influence de l’état, solide ou liquide, du milieu réactionnel pour la fonctionnalisation et la réaction sol-gel
Le prototype n° 1 (comparatif) et le prototype n°2 selon l’invention sont préparés chacun de la manière suivante :
1- Du hyaluronate de sodium (NaHA) sec 4 MDa est dissout à une concentration de 12% en poids dans une solution de soude à 0.25M dans une poche stérile,
2- Le mélange est homogénéisé,
3- Le GPTMS est ajouté dans la poche stérile à hauteur de 0,35 moles de GPTMS pour 1 mole d’unité de répétition de NaHA,
4- Le mélange est homogénéisé pendant 30 minutes,
5- La poche contenant le mélange est :
- pour le prototype 1 : maintenue à 21°C, pendant 72h, le milieu réactionnel est alors sous forme liquide, le pH du mélange est d’environ 13,
- pour le prototype 2 : mise au congélateur à -20°C, pendant 2 mois, le milieu réactionnel est à l’état solide, le pH du mélange est d’environ 13, puis la poche est décongelée à température ambiante en sortant la poche du congélateur et en la laissant à température ambiante jusqu’à retour à température ambiante du mélange dans la poche, 6- Une solution d’HCI 1 N est ajoutée dans la poche stérile jusqu’à obtenir un pH de 7 ± 0,5,
7- Le mélange est dilué avec de l’eau pour préparation injectable jusqu’à une concentration de 20 mg d’acide hyaluronique/g de gel,
8- Le mélange est homogénéisé durant 16 h grâce à un agitateur tridimensionnel,
9- Le mélange est dialysé,
10- Le gel ainsi obtenu est conditionné en seringue,
11- Enfin, le gel est stérilisé à l’autoclave (FO > 15).
Les propriétés viscoélastiques de chaque prototype sont analysées. Les résultats sont présentés dans le tableau 1 ci-dessous :
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Lorsque le milieu de réaction des étapes concomitantes de fonctionnalisation et de réaction sol-gel est liquide, à température ambiante (prototype 1 - comparatif), le gel préparé possède des propriétés viscoélastiques plus faibles (G’ et contrainte au croisement des G’ et G” plus faibles, angle de phase 5 augmenté) que lorsque le milieu est solide, congelé conformément à l’invention, à une température de -20°C (prototype 2 - conforme à l’invention).
Seul le gel selon l’invention (prototype 2) présente des propriétés acceptables pour les applications thérapeutiques, cosmétiques et esthétiques visées par la présente invention (contrainte au croisement des G’ et G” supérieure à 50 Pa (208 ± 25 Pa) et G’ supérieur à 20 Pa (221 ± 21 Pa)). Au contraire, le gel comparatif (prototype 1) ne présente pas des propriétés acceptables (contrainte au croisement des G’ et G” inférieure à 50 Pa (29 ± 17 Pa)).
L’état, liquide ou solide, du milieu réactionnel lors des étapes concomitantes de fonctionnalisation et de réaction sol-gel a donc une influence sur les propriétés viscoélastiques des gels préparés. Exemple 2: Influence de la température pour la préparation d’hydrogels selon l’invention Les prototypes n° 3 (selon l’invention), n°4 (comparatif), n°5 (comparatif) sont préparés chacun de la manière suivante :
1- Du hyaluronate de sodium (NaHA) sec 1.5 MDa est dissout à une concentration de 12% en poids dans une solution de soude à 0.25M dans une poche stérile,
2- Le GPTMS est ajouté dans la poche stérile à hauteur de 0,35 moles de GPTMS pour 1 mole d’unité de répétition de NaHA,
3- Le mélange est homogénéisé,
4- La poche contenant le mélange est :
- pour prototype n°3 : mise au congélateur à -20°C pendant 1 mois, le pH du mélange est d’environ 13, le milieu réactionnel est alors à l’état solide, puis la poche est décongelée à température ambiante en sortant la poche du congélateur et en la laissant à température ambiante jusqu’à retour à température ambiante du mélange dans la poche,
- pour le prototype n°4 : maintenue à 21°C pendant 72h, le milieu réactionnel est alors sous forme liquide, le pH du mélange est d’environ 13,
- pour le prototype n°5 : maintenue à 52°C pendant 3 heures, le milieu réactionnel est alors sous forme liquide, le pH du mélange est d’environ 13,
5- Une solution d’HCI 1 N est ajoutée dans la poche stérile jusqu’à obtenir un pH de 7 ± 0,5,
6- Le mélange est dilué avec du tampon phosphate salin jusqu’à une concentration de 23 mg d’acide hyaluronique/g de gel,
7- Le mélange est homogénéisé durant au moins 16h et jusqu’à 24h grâce à un agitateur tridimensionnel,
8- Le mélange est dialysé,
9- 1 % en poids d’une solution de tampon phosphate salin à 30% en poids en chlorhydrate de lidocaine et pour contrebalancer le pH acide du chlorhydrate de lidocaine, et 0.4% en poids d’une solution de NaOH 0,25M sont ajoutés au mélange dialysé,
10- Une quantité fixe de NaHA 4 MDa non réticulé est ajoutée en tant que lubrifiant,
11- Le gel ainsi obtenu est tamisé,
12- Le gel ainsi obtenu est conditionné en seringue,
13- Enfin, le gel est stérilisé à l’autoclave (F0 > 15). Les propriétés viscoélastiques de chaque prototype sont analysées. Les résultats sont présentés dans le tableau 2 ci-dessous :
Figure imgf000056_0001
Tableau 2 : résultats
Seuls les prototypes 3 et 4 sont des gels (angle de phase inférieur à 45°), injectables (forces d’extrusion entre 5 et 25N) et présentent des propriétés acceptables pour des applications thérapeutiques, cosmétiques et esthétiques visées par la présente invention (contrainte au croisement des G’ et G” supérieure à 50 Pa et G’ supérieur à 20 Pa).
Néanmoins, pour des concentrations identiques en réactifs (GPTMS, NaHA), le prototype selon l’invention (prototype 3) présente des propriétés viscoélastiques et une cohésivité plus élevées que les prototypes préparés selon les procédés comparatifs (prototype 4 et 5).
De manière similaire à l’exemple 1 , lorsque le milieu réactionnel est congelé conformément à l’invention, à une température de -20°C (prototype 3), le gel préparé présente un G’ et une contrainte au croisement des G’ et G” plus élevés ainsi qu’un angle de phase plus faible qu’un prototype préparé avec un milieu réactionnel est liquide, à température ambiante ou à 52°C (prototypes 4 et 5 - comparatifs).
L’état, liquide ou solide, du milieu réactionnel lors des étapes concomitantes de fonctionnalisation et de réaction sol-gel a donc une influence sur les propriétés viscoélastiques des gels préparés. 3: Procédé selon l’invention de
Figure imgf000057_0001
à base d’acide hyaluronique et de GPTMS comprenant une étape de réticulation avec un agent réticulant
Les prototypes n° 6 (comparatif) et n°7 à 9 (selon l’invention) sont préparés chacun de la manière suivante :
1- Du hyaluronate de sodium (NaHA) sec 1.5 MDa est dissout à une concentration de 12% en poids dans une solution de soude à 0.25M dans une poche stérile,
2- Le GPTMS est ajouté dans la poche stérile à hauteur de 0,21 moles de GPTMS pour 1 mole d’unité de répétition de NaHA et 0,004 moles de BDDE pour 1 mole d’unité de répétition de NaHA,
3- Le mélange est homogénéisé pendant 30 minutes,
4- La poche contenant le mélange est :
- pour le prototype n°6 : maintenue à 21°C pendant 72 h, le milieu réactionnel est alors sous forme liquide, le pH du mélange est d’environ 13,
- pour le prototype n°7 : mise au congélateur à -20°C pendant 21 jours, le pH du mélange est d’environ 13, le milieu réactionnel est alors à l’état solide, puis la poche est décongelée à température ambiante en sortant la poche du congélateur et en la laissant à température ambiante jusqu’à retour à température ambiante du mélange dans la poche,
- pour le prototype n°8 : mise au congélateur à -20°C pendant 30 jours, le pH du mélange est d’environ 13, le milieu réactionnel est alors à l’état solide, puis la poche est décongelée à température ambiante en sortant la poche du congélateur et en la laissant à température ambiante jusqu’à retour à température ambiante du mélange dans la poche,
- pour le prototype n°9 : mise au congélateur à -20°C pendant 2 mois, le pH du mélange est d’environ 13, le milieu réactionnel est alors à l’état solide, puis la poche est décongelée à température ambiante en sortant la poche du congélateur et en la laissant à température ambiante jusqu’à retour à température ambiante du mélange dans la poche,
5- Une solution d’HCI 1 N est ajoutée dans la poche stérile jusqu’à obtenir un pH de 7 ± 0,5,
6- Le mélange est dilué avec du tampon phosphate salin jusqu’à une concentration de 23 mg de HA/g de gel,
7- Le mélange est homogénéisé durant au moins 16 et jusqu’à 24h grâce à un agitateur tridimensionnel, 8- Le mélange est dialysé,
9- 1 % en poids d’une solution de tampon phosphate salin à 30% en poids en chlorhydrate de lidocaine et pour contrebalancer le pH acide du chlorhydrate de lidocaine, 0.4% en poids d’une solution de NaOH 0,25M sont ajoutés au mélange dialysé,
10- une quantité fixe de NaHA 4 MDa non réticulé est ajouté en tant que lubrifiant,
11- Le gel ainsi obtenu est tamisé,
12- Le gel ainsi obtenu est conditionné en seringue,
13- Enfin, le gel est stérilisé à l’autoclave (FO > 15).
Les propriétés viscoélastiques de chaque prototype sont analysées. Les résultats sont présentés dans le tableau 3 ci-dessous. En outre, le caractère filant de chaque prototype est étudié qualitativement. Les résultats obtenus pour les prototypes 6 à 9 sont présentés respectivement en figures 1 à 4.
La figure 1 présente la photo de l’étude qualitative du caractère filant du prototype 6.
La figure 2 présente la photo de l’étude qualitative du caractère filant du prototype 7.
La figure 3 présente la photo de l’étude qualitative du caractère filant du prototype 8.
La figure 4 présente la photo de l’étude qualitative du caractère filant du prototype 9.
Figure imgf000058_0001
Tableau 3 : résultats
Tous les prototypes 6 à 9 sont des gels (angles de phase inférieurs à 45°), injectables (forces d’extrusion entre 5 et 25N) et présentent des propriétés acceptables pour des applications thérapeutiques, cosmétiques et esthétiques visées par la présente invention (contraintes au croisement des G’ et G” supérieure à 50 Pa et G’ supérieurs à 20 Pa). Néanmoins, le procédé selon l’invention aboutit à la préparation de gels très filants (prototypes 7 à 9), ce qui n’est pas le cas du procédé comparatif. Ce caractère filant/non filant est visible sur les photographies respectives des prototypes 6 à 9 aux figures 1 à 4.
Les prototypes 7, 8 et 9 selon l’invention ont des propriétés élastiques plus élevées (G’ plus élevé et angle de phase plus faible) que le prototype 6 comparatif.
Les propriétés élastiques des prototypes 7 à 9 augmentent progressivement proportionnellement à la durée des étapes concomitantes de fonctionnalisation, réaction sol-gel et réticulation.
L’état, liquide ou solide, du milieu réactionnel lors des étapes concomitantes de fonctionnalisation et de réaction sol-gel a donc une influence sur les propriétés viscoélastiques des gels préparés.
Exemple 4: Procédés de préparation de gels à base d’acide hyaluronique et de GPTMS utilisant différents taux de fonctionnalisation au GPTMS
Les prototypes n°10 à 12 selon l’invention sont préparés chacun comme suit :
1- Du hyaluronate de sodium (NaHA) sec 1.5 MDa est dissout à une concentration de 12% en poids dans une solution de soude à 0.25M dans une poche stérile,
2- Le GPTMS est ajouté dans la poche stérile respectivement à hauteur de :
- pour le prototype n°10 : 0,1 moles de GPTMS pour 1 mole d’unité de répétition de NaHA,
- pour le prototype n°11 : 0,21 moles de GPTMS pour 1 mole d’unité de répétition de NaHA,
- pour le prototype n°12 : 0,35 moles de GPTMS pour 1 mole d’unité de répétition de NaHA,
3- Le mélange est homogénéisé,
4- La poche contenant le mélange est mise au congélateur à -20°C pendant 1 mois sauf celle du prototype 10 qui est laissée 3 mois ; le pH du mélange est d’environ 13, le milieu réactionnel est alors à l’état solide, puis la poche est décongelée à température ambiante en sortant la poche du congélateur et en la laissant à température ambiante jusqu’à retour à température ambiante du mélange dans la poche,
5- Une solution d’HCI 1 N est ajoutée dans la poche stérile jusqu’à obtenir un pH de 7 ± 0,5, 6- Le mélange est dilué avec du tampon phosphate salin jusqu’à une concentration de 23 mg de HA/g de gel,
7- Le mélange est homogénéisé durant au moins 16 et jusqu’à 24h grâce à un agitateur tridimensionnel,
8- Le mélange est dialysé,
9- 1 % en poids d’une solution de tampon phosphate salin à 30% en poids en chlorhydrate de lidocaine et pour contrebalancer le pH acide du chlorhydrate de lidocaine, et 0.4% en poids d’une solution de NaOH 0,25M sont ajoutés au mélange dialysé ;
10- Une quantité fixe NaHA 4 MDa non réticulé est ajouté en tant que lubrifiant,
11- Le gel ainsi obtenu est tamisé,
12- le gel obtenu est conditionné en seringue,
13- Enfin, le gel est stérilisé à l’autoclave (FO > 15).
Les propriétés viscoélastiques de chaque prototype sont analysées. Les résultats sont présentés dans le tableau 4 ci-dessous :
Figure imgf000060_0001
Tableau 4 : résultats
Tous les prototypes 10 à 12 sont des gels (angles de phase inférieurs à 45°), injectables (forces d’extrusion entre 5 et 25N) et présentent des propriétés acceptables pour des applications thérapeutiques, cosmétiques et esthétiques visées par la présente invention (contraintes au croisement des G’ et G” supérieure à 50 Pa et G’ supérieurs à 20 Pa).
A la vue des résultats ci-dessus, les propriétés élastiques des prototypes augmentent avec la quantité du GPTMS utilisée pour un même temps de congélation (G’ prototype 11 , 21 %molaire de GPTMS = 73 ± 7 Pa < G’ prototype 12, 35%molaire de GPTMS = 176 ± 29 Pa). Exemple 5: Procédé de préparation d’un hydrogel à base d’acide hyaluronique et de GPTMS dans lequel seule l’étape de condensation avancée est réalisée à -20°C Les prototypes n°13 et 14 selon l’invention sont préparés chacun comme suit :
1- Du hyaluronate de sodium (NaHA) sec 1.5 MDa est dissout à une concentration de 12% en poids dans une solution de soude à 0.25M dans une poche stérile,
2- Le GPTMS est ajouté dans la poche stérile respectivement à hauteur de 0,35 moles de GPTMS pour 1 mole d’unité de répétition de NaHA,
3- Le mélange est homogénéisé,
4- La poche contenant le mélange est mise à 21 °C pendant 3 jours, le pH du mélange est d’environ 13,
5- Ensuite,
- pour le prototype n°13 : la poche contenant le mélange est mise à -20°C, pendant 1 mois, le pH du mélange est d’environ 13, le milieu réactionnel est alors sous forme solide ; le mélange est ensuite décongelé à température ambiante en sortant la poche du congélateur et en la laissant à température ambiante jusqu’à retour à température ambiante du mélange dans la poche,
- pour le prototype n°14 : l’étape 6 succède à l’étape 4,
6- Une solution d’HCI 1 N est ensuite ajoutée dans la poche stérile jusqu’à obtenir un pH de 7 ± 0,5,
7- Le mélange est dilué avec du tampon phosphate salin jusqu’à une concentration de 23 mg de HA/g de gel,
8- Le mélange est homogénéisé durant au moins 16 et jusqu’à 24h grâce à un agitateur tridimensionnel,
9- Le mélange est dialysé,
10- 1% en poids d’une solution de tampon phosphate salin à 30% en poids en chlorhydrate de lidocaine et pour contrebalancer le pH acide du chlorhydrate de lidocaine, 0.4% en poids d’une solution de NaOH 0,25M sont ajoutés au mélange dialysé,
11- Une quantité fixe de NaHA 4 MDa non réticulé est ajouté en tant que lubrifiant,
12- Le gel ainsi obtenu est tamisé puis conditionné en seringue,
13- Enfin, le gel est stérilisé à l’autoclave (F0 > 15).
Les propriétés viscoélastiques de chaque prototype sont analysées. Les résultats sont présentés dans le tableau 5 ci-dessous :
Figure imgf000062_0001
Tableau 5 : résultats
Les étapes de fonctionnalisation et de congélation ont été séparées afin de visualiser leur influence sur les propriétés du gel. Nous pouvons ainsi observer que l’étape de congélation permet d’améliorer la réaction sol-gel et ainsi d’obtenir un gel avec des propriétés élastiques plus importantes.
Exemple 6 : Influence du poids moléculaire du polysaccharide
Les prototypes n°15 à 18 selon l’invention sont préparés chacun comme suit :
1- Du hyaluronate de sodium (NaHA) sec 1.5 MDa pour les prototypes 15 et 16 ou du NaHA sec 4 MDa pour les prototypes 17 et 18 est dissout à une concentration de 12% en poids dans une solution de soude à 0.25M dans une poche stérile,
2- Le GPTMS est ajouté dans la poche stérile à hauteur de 0,21 moles de GPTMS pour 1 mole d’unité de répétition de NaHA,
3- Le mélange est homogénéisé,
4- La poche contenant le mélange est mise au congélateur à -20°C pendant 1 mois (pour les prototypes 15 et 17) ou 2 mois (pour prototypes 16 et 18), le pH du mélange est d’environ 13, le milieu réactionnel est alors à l’état solide,
5- Le mélange décongelé à température ambiante en sortant la poche du congélateur et en la laissant à température ambiante jusqu’à retour à température ambiante du mélange dans la poche,
6- Une solution d’HCI 1 N est ajoutée dans la poche stérile jusqu’à obtenir un pH de 7 ± 0,5,
7- Le mélange est dilué avec du tampon phosphate salin jusqu’à une concentration de 23 mg de HA/g de gel,
8- Le mélange est homogénéisé durant au moins 16 et jusqu’à 24h grâce à un agitateur tridimensionnel,
9- Le mélange est dialysé,
10- 1% en poids d’une solution de tampon phosphate salin à 30% en poids en chlorhydrate de lidocaine et pour contrebalancer le pH acide du chlorhydrate de lidocaïne, 0.4% en poids d’une solution de NaOH 0,25M sont ajoutés au mélange dialysé,
11- Une quantité donnée NaHA 4 MDa non réticulé est ajouté en tant que lubrifiant,
12- Le gel ainsi obtenu est tamisé puis conditionné en seringue,
13- Enfin, le gel est stérilisé à l’autoclave (FO > 15).
Les propriétés viscoélastiques de chaque prototype sont analysées. Les résultats sont présentés dans le tableau 6 ci-dessous et l’étude du caractère filant est visible sur les photographies respectives des prototypes 15 à 18 aux figures 5A, 5B, 6A, 6B, 7 A, 7B, 8A et 8B.
La figure 5A présente la photo d’1mL de prototype 15 déposé sur une surface lisse et dure avant l’étude qualitative de son caractère filant.
La figure 5B présente la photo de l’étude qualitative du caractère filant du prototype 15. La figure 6A présente la photo d’1mL de prototype 16 déposé sur une surface lisse et dure avant l’étude qualitative de son caractère filant.
La figure 6B présente la photo de l’étude qualitative du caractère filant du prototype 16. La figure 7A présente la photo d’1mL de prototype 17 déposé sur une surface lisse et dure avant l’étude qualitative de son caractère filant.
La figure 7B présente la photo de l’étude qualitative du caractère filant du prototype 17. La figure 8A présente la photo d’1mL de prototype 18 déposé sur une surface lisse et dure avant l’étude qualitative de son caractère filant.
La figure 8B présente la photo de l’étude qualitative du caractère filant du prototype 18.
Figure imgf000063_0001
Figure imgf000064_0001
Tableau 6 : résultats
Tous les prototypes 15 à 18 sont des gels (angles de phase inférieurs à 45°). Tous les prototypes 15 à 18 présentent des propriétés acceptables pour des applications thérapeutiques, cosmétiques et esthétiques visées par la présente invention (contraintes au croisement de G’ et G” supérieure à 50 Pa et G’ supérieurs à 20 Pa).
Les résultats ci-dessus montre donc que le procédé selon l’invention fonctionne en utilisant des NaHA de différents poids moléculaires (1 ,5MDa et 4MDa).
Il ressort également des résultats ci-dessus qu’en augmentant la durée des étapes concomitantes de fonctionnalisation et de réaction sol-gel selon l’invention à -20°C de 1 à 2 mois, les propriétés des gels sont renforcées et ce, quelque soit le poids moléculaire du NaHA utilisé initialement.
En comparant les prototypes 15 et 16 et 17 et 18 ensembles, il ressort que les gels réalisés avec du NaHA 4 MDa possèdent à la fois un plus grand G’, une plus grande contrainte au croisement des G’ et G” (T) et un plus faible angle de phase 5, i.e. , une plus grande part élastique, que les gels réalisés avec du NaHA 1 ,5 MDa. Il est donc possible d’obtenir des gels plus résistants mécaniquement en utilisant un NaHA de plus haut poids moléculaire par rapport à un gel préparé selon le même procédé mais utilisant un NaHA de plus faible poids moléculaire.
Par conséquent, seulement en utilisant un NaHA de 4 MDa au lieu d’un NaHA de 1 ,5 MDa, il est possible de diminuer la quantité d’agent de fonctionnalisation nécessaire (ici le GPTMS) et/ou de diminuer la durée des étapes concomitantes de fonctionnalisation et de réaction sol-gel pour obtenir un gel avec des propriétés mécaniques identiques au final.
Exemple 7 : Procédés de préparation de gels à base d’acide hyaluronique et d’APTES Les prototypes n°19 à 20 selon l’invention sont préparés chacun comme suit :
1- Du hyaluronate de sodium (NaHA) sec 1.5 MDa est dissout à une concentration de 6,7% en poids dans une solution de soude à 0.25M dans un pot, 2- Le 1-éthyl-3-(3-diméthylaminopropyl)carbodiimide (EDC) et le N-hydroxysuccinimide (NHS) sont dissouts dans 3.5 mL d'eau pour préparation injectable pour obtenir, pour chacun de ces deux réactifs, un ratio molaire en mole de réactif par mole d’unité disaccharidique d’acide hyaluronique de 0,5. La solution obtenue est ajoutée à la solution d'acide hyaluronique. Le mélange est agité manuellement à la spatule pendant 5 minutes puis laissé à réagir 30 min. Le pH est ensuite contrôlé et, si nécessaire, ajusté pour atteindre un pH égal à 6 avec de l'HCI 1 M ou du NaOH 0.25M,
3- L'APTES est ajouté au mélange d’acide hyaluronique, d’EDC et de NHS au goutte à goutte pour obtenir un ratio molaire en mole d’APTES par mole d’unité disaccharidique d’acide hyaluronique de 0,2. Le pH est contrôlé et, si nécessaire, ajusté pour atteindre un pH compris entre 4.5 et 6.5 avec de l'HCI 1M ou du NaOH 0.25M,
4- Le produit est ensuite mis à l’étuve pendant 15 heures à 21 °C,
5- A l’issue de ces 15 heures le produit est, si besoin, ramené à un pH compris entre 6,8 et 7,8,
6- Ensuite, le prototype 20 est placé 48 heures à -20°C alors que le prototype 19 est directement traité selon les étapes suivantes,
7- Le produit est dilué avec du tampon phosphate salin jusqu’à une concentration de 23 mg de HA/g de gel,
8- Le mélange est homogénéisé durant au moins 16 heures et jusqu’à 24 heures grâce à un agitateur tridimensionnel,
9- Le mélange est dialysé,
10- Une quantité fixe NaHA 4 MDa non réticulé est ajouté en tant que lubrifiant,
11- Le gel ainsi obtenu est tamisé,
12- Le gel obtenu est conditionné en seringue,
13- Enfin, le gel est stérilisé à l’autoclave (F0 > 15).
Les propriétés viscoélastiques de chaque prototype sont analysées. Les résultats sont présentés dans le tableau 7 ci-dessous:
Figure imgf000065_0001
Tableau 7: résultats Alors qu’une réaction de condensation par le seul passage à un pH de 6,8 à 7,8 ne suffit pas à préparer un gel avec des propriétés acceptables pour des applications visées par la présente invention (le prototype 19 présente une prédominance visqueuse avec un 5 supérieur à 45°, un module G” supérieur au module G’ y compris pour de faibles contraintes et donc pas de croisement des courbes de G’ et de G”), la réalisation de cette réaction de condensation à l’état congelé (- 20°C, pression atmosphérique) et à un pH de 6,8 à 7,8, le permet (prototype 20 avec contrainte au croisement de G’ et G” supérieure à 50 Pa et G’ supérieurs à 20 Pa).

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de préparation d’un hydrogel, de préférence injectable, comprenant les étapes suivantes : a) fourniture d’au moins un polysaccharide ; b) fourniture d’au moins une molécule de formule Chem. I :
Figure imgf000067_0001
ou un sel de celle-ci, dans laquelle :
T représente un groupement isocyanate, amino, époxyde, carboxyle, N- succinimidyloxycarbonyle, N-sulfosuccinimidyloxycarbonyle, halogénocarbonyle, isothiocyanate, vinyle, formyle, hydroxyle, sulfhydryle, hydrazino, acylhydrazino, aminoxy, carbodiimide, ou un résidu d’anhydride d’acide ;
A représente une liaison chimique ou un groupement espaceur ;
R5 et R6, identiques ou différents, représentent un atome d'hydrogène ; un atome d'halogène ; un groupement -OR4 avec R4 représentant un atome d'hydrogène, un groupement aryle ou un groupe hydrocarboné aliphatique comportant de 1 à 6 atomes de carbone ; un aryle ; ou un groupe hydrocarboné aliphatique comportant de 1 à 6 atomes de carbone éventuellement substitué par un ou plusieurs groupe(s) choisis parmi un atome d’halogène, un aryle et un hydroxyle ;
R10 représente un atome d’hydrogène, un groupement aryle ou un groupe hydrocarboné aliphatique comportant de 1 à 6 atomes de carbone ; c) fonctionnalisation du polysaccharide avec au moins une molécule de formule Chem.
I ; d) réticulation par réaction sol-gel du polysaccharide fonctionnalisé pour donner un hydrogel ; dans lequel l’étape d) comprend une réticulation par réaction sol-gel réalisée dans un milieu réactionnel à un pH supérieur ou égal à 9 et inférieur à 14, à une pression P inférieure ou égale à la pression atmosphérique et à une température T supérieure à la température du point eutectique du milieu réactionnel telle que mesurée à la pression P et inférieure à la température du point de congélation du milieu réactionnel telle que mesurée à la pression P, pendant une durée t allant de 2 semaines à 17 semaines, ou dans lequel l’étape d) comprend une réticulation par réaction sol-gel réalisée dans un milieu réactionnel à un pH supérieur ou égal à 6,8 et inférieur ou égal à 7,8, à une pression P inférieure ou égale à la pression atmosphérique et à une température T supérieure à la température du point eutectique du milieu réactionnel telle que mesurée à la pression P et inférieure à la température du point de congélation du milieu réactionnel telle que mesurée à la pression P, pendant une durée t comprise entre 1 h et 48 heures.
2. Procédé selon la revendication 1 dans lequel T est compris entre -55°C et -5°C, de préférence entre -35°C et -10°C.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2 dans lequel le polysaccharide est choisi parmi la pectine et les substances pectiques ; le chitosan ; la cellulose et ses dérivés ; l’agarose ; les glycosaminoglycanes tels que l’acide hyaluronique, l’héparosan ou la chondroïtine sulfate ; et leurs mélanges.
4. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel le polysaccharide est un glycosaminoglycane, préférentiellement l’acide hyaluronique ou un sel de celui-ci.
5. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la molécule de formule Chem. I est telle que A est une chaîne divalente hydrocarbonée aliphatique comportant de 1 à 12 atomes de carbone, dans laquelle sont éventuellement intercalés, entre deux atomes de carbone de ladite chaîne, un ou plusieurs motifs divalents choisis parmi les arylènes,-O-, -S-, -S(O)-, -C(=O)-, -SO2- et - N(R9)- avec R9 représentant un atome d'hydrogène, un groupement hydrocarboné aliphatique comportant de 1 à 6 atomes de carbone, ou un aryl-(C1-C6)alkyle, ladite chaîne étant non substituée ou substituée par un ou plusieurs groupes monovalents choisis parmi un atome d'halogène, un hydroxyle, un aryl-(C1-C6)alkyle.
6. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la molécule de formule Chem. I est telle que :
- T est tel que défini à la revendication 1 et avantageusement représente un groupe amino ou époxyde, de préférence représente un groupement époxyde ;
- A est une chaîne divalente -(C1-C6)alkylène-O-(C1-C6)alkylène- telle que -CH2-O- (CH2)3- ;
- R5 et R6, identiques ou différents, sont chacun un groupement -OR4 avec R4 représentant un groupement (C1-C6)alkyle, de préférence un méthyle ou un éthyle ; ou un groupement (C1-C6)alkyle, de préférence un méthyle ou un éthyle et
- R10 est un groupement (C1-C6)alkyle, de préférence méthyle ou éthyle ; les groupes R5, R6 et OR10 étant de préférence identiques.
7. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel à l’étape c), ledit polysaccharide est fonctionnalisé en présence de 0,01 à 0,5, préférentiellement de 0,03 à 0,3, encore préférentiellement de 0,04 à 0,18 moles de molécule de formule Chem. I ou un sel de celle-ci pour 1 mole d’unité de répétition du polysaccharide.
8. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les étapes c) et d) sont concomitantes ou en partie concomitantes.
9. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre une étape e) de réticulation du polysaccharide en présence d’au moins un agent réticulant ou un sel de celui-ci, ledit agent réticulant comprenant au moins deux groupements fonctionnels Z, identiques ou différents, choisis parmi les groupements isocyanate, amino, époxyde, carboxyle, N-succinimidyloxycarbonyle, N- sulfosuccinimidyloxycarbonyle, halogénocarbonyle, isothiocyanate, vinyle, formyle, hydroxyle, sulfhydryle, hydrazino, acylhydrazino, aminoxy, carbodiimide, et un résidu d’anhydride d’acide.
10. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre une étape f) d’ajout d’une molécule de formule Chem. Ill : R7O-[R12R13SiO]p-R8 ou un sel de celle-ci dans laquelle :
- p est un nombre entier de 1 à 20 ;
- R12 et R13, identiques ou différents, représentent un atome d'hydrogène ; un atome d'halogène ; un groupement -OR14 avec R14 représentant un atome d'hydrogène, un groupement aryle ou un groupe hydrocarboné aliphatique comportant de 1 à 6 atomes de carbone ; un aryle ; ou un groupe hydrocarboné aliphatique comportant de 1 à 6 atomes de carbone éventuellement substitué par un ou plusieurs groupes choisis parmi un atome halogène, un aryle ou un hydroxyle ; et
- R7 et R8, identiques ou différents, représentent un atome d'hydrogène, un groupement aryle ou un groupe hydrocarboné aliphatique comportant de 1 à 6 atomes de carbone.
11. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre une étape j) de stérilisation de l’hydrogel.
12. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre une étape g) d’ajout d’au moins un composant additionnel choisi parmi les agents lubrifiants ; les principes actifs cosmétiques tels que les antioxydants, les coenzymes, les acides aminés, les vitamines, les minéraux, et les acides nucléiques ; et les mélanges de ceux-ci.
13. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant également l’ajout d’au moins un principe actif thérapeutique, avantageusement choisi parmi les anesthésiants, les antibiotiques, les antifongiques, l’adrénaline et ses dérivés, et les mélanges de ceux-ci.
14. Hydrogel susceptible d’être obtenu par un procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 13.
15. Composition cosmétique ou pharmaceutique comprenant un hydrogel selon la revendication 14.
16. Hydrogel selon la revendication 14 ou composition selon la revendication 15 pour son utilisation dans le comblement et/ou le remplacement de tissus.
17. Utilisation esthétique d’un hydrogel selon la revendication 14 ou d’une composition selon la revendication 15 pour prévenir et/ou traiter l’altération des propriétés viscoélastiques ou biomécaniques de la peau ; pour combler des défauts volumiques de la peau, notamment pour combler des rides, des ridules et des cicatrices ; pour atténuer les sillons naso-géniens et plis d’amertumes ; pour augmenter le volume des pommettes, du menton ou des lèvres ; pour rétablir les volumes du visage, notamment des joues, des tempes, de l’ovale du visage, et du pourtour de l’œil ; pour réduire l’apparition des rides et ridules ; ou pour régénérer, hydrater, raffermir ou restaurer l’éclat de la peau, notamment par mésothérapie.
18. Utilisation esthétique d’un hydrogel selon la revendication 14 ou d’une composition selon la revendication 15, ledit hydrogel ou ladite composition comprenant au moins un principe actif cosmétique, pour la libération modifiée, retardée ou prolongée de principes actifs cosmétiques.
PCT/EP2023/059837 2022-04-15 2023-04-14 Procede de preparation d'un hydrogel comprenant un polysaccharide silyle reticule WO2023198922A1 (fr)

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