Brevet FR2128429A1 — publié le 19721020

i 1128429 La présente invention concerne des structures qui contiennent du collagène microcristallin floconneux. Elle est relative à un procédé de préparation de structures contenant du collagène microcristallin floconneux, ainsi qu'à des structures qui possè-5 dent, à titre d'élément ou de composant, une couche ou un revêtement floconneux de collagène mierocristallin. On connaît diverses techniques de préparation de structures contenant des matières floconneuses, finement divisées et on a utilisé de nombreuses matières dans la préparation et le dépôt 10 de structures et enduits de ce type. Il est par exemple connu de déposer par voie électrostatique des matières .diverses sur un support approprié, (voir par exemple les brevets des Etats-Unis d'Amérique N°2.551 035» 2.592,602, 3.194.702,3.202.539,3.323.933, 3.^57.080,et 15 3.492.144). L'un des buts de la présente invention est de fournir line structure perfectionnée comprenant du collagène floconneux, finement divisé, microcristallin,ainsi que des procédés pour sa préparation, cette structure étant utilisable sous forme de bandages, 20 pansements chirurgicaux, papier spéciaux, épongesj tampons et compresses hémostatiques. La structure perfectionnée conforme à la présente invention comporte un support et une couche de collagène floconneux microcristallin,finement divisé, et elle est obtenue par dépôt 25 électrostatique d'une couche dudit collagène sur le support. Le collagène microcristallin est un collagène que l'on trouve dans le commerce sous la dénomination "AVITENE" et qui est fabriqué par EMC Corporation,une Société des Etats-Unis d'Amérique. La préparation et les propriétés du collagène microcristallin 30 sont décrites dans les brevets des Etats-Unis N°3.393.0;gp, 3.443.261 et 3.471.598. Le collagène microcristallin,solide,finement divisé est une forme nouvelle de collagène qui se trouve dans un état physique intermédiaire entre celui des fibrilles de collagène gonflées 35 et celui du tropocollagène. Cette forme physique nouvelle du collagène est microcristalline et colloïdale et elle est constituée par des faisceaux de motifs de tropocollagène agrégés dont la longueur varie entre celle du motif individuel de tropocollagène et moins de un micron,et dont le diamètre est compris entre 72 06899 2 1128429 environ 25 Angstroms et quelques centaines d'Angstrom» Des compositions comportant des formes diverses de collagène,dont au moins 10$ en poids environ constitué par du collagène microcristallin, utilisé dans la mise en oeuvre de la présente invention et qui 5 sont essentiellement dépourvues de tropocollagène libre et de ses dérivés dégradés , donnent lieu à des gels aqueux de viscosité stable à faibles concentrations,de l'ordre de 1$ environ. Le collagène microcristallin utilisé pour la mise en oeuvre de la présente invention doit contenir au moins 1$ environ en 10 poids de particules de collagène colloïdal inférieures au micron. Le collagène microcristallin est exceptionnel quant à son pouvoir de former un gel aqueux soliquolde ou de type non élastique à la concentration de 0,5 $ de sel dispersé, ee gel présentant me valeur du pH d'environ 3,2 + 0,2 et sa viscosité étant pratique-15 ment stable pendant au moins 100 heures à 5°C lorsqu'on le conserve en récipient clos. Ceci est en nette oppôsitioijkvec les gels du type émulsoîde ou élastique aqueux formé par le tropocollagène et les formes dégradées du collagène comme la gélatine qui épaississent et présentent une augmentation importante de la viscosité -20 au repos, jusqu'à donner des mélanges caoutchouteux. Comme il est décrit dans les brevets précités, le collagène-microcristallin finement divisé utilisé selon l'invention se prépare à partir d'un collagène natif quelconque à l'état naturel, soit sous forme de fragments soit sous celle de peaux ou de bo-25 yaux entiers, mais de préférence sous forme de fragments séchés dams des conditions qui ne dénaturent pas le collagène,puis découpés pour permettre une manipulation plus aisée.On traite le collagène non dénaturé dans des conditions soigneusement réglées avec xin acide très dilué,dont le pH est compris entre environ 1,6 30 et 2,6. Lorsque la matière contenant du collagène est humide, la proportion d'eau qui y est présente doit être prise en considération dans la préparation de la solution acide à utiliser pour son traitement. On désagrège ensuite la matière mécaniquement en présence de l'acide dilué jusqu'à ce que 1 à 10$ ou plus, de pré-35 férence de 25 à 85$ ou plus de la matière contenant le collagène soit amenée à une dimension inférieure au micron. Il n'est pas essentiel que la totalité de cette matière soit amenée à cette dimension,puisque le produit résultant peut être utilisé dès que 10$ environ ou moins y ont été amené ainsi, bien qu'on obtienne 40 les résultats optimau^jour des concentrations supérieures en 72 06899 3 1128429 matière inférieure au micron. Pour préparer le collagène colloïdal microcristallin,il est nécessaire d'imprégner soigneusement la peau ou la matière contenant du collagène avec l'acide dilué approprié au pH requis. Lorsqu'on utilise de l'acide chlorhydrique comme agent de traitement acide et si on traite des peaux de bovidés lyophyli-sées comme source de matière de collagène, il est essentiel que le pH de la solution de traitement ne dépasse pas 2,6 environ, pour donner du collagène colloïdal microcristallin par désagrégation ultérieure. On obtient les résultats optimaux pour une concentration de 1$ de solides environ avec des solutions acides dont le pH est de l'ordre d'environ 2. Le traitement avec des solutions dont le pH est inférieur à 1,6 environ tend à provoquer une rapide dégradation du poids moléculaire avec accompagnement d'une accumulation de tropocollagène et autres produits de dégradation solubles dans l'acide , ainsi que ceci est mis en évidence par une chute notable de la viscosité apparente. L'action du traitement acide est triple. En premier lieu, il sert à provoquer un gonflement limité des fibres. En second lieu, il■détermine une hydrolyse limitée des liaisons peptides sélectives dans les régions non cristallines ou amorphes des fibrilles du collagène de sorte que la désagrégation mécanique ultérieure permet une fragmentation facile de la morphologie affaiblie des particules microcristallines dont les dimensions sont intermédiaires entre celles du tropocollagène et des fibrilles du collagène. En troisième lieu,une partie de l'acide réagit avec les groupes amino libres primaires du collagène pour former ce qu'on peut désigner comme un sel, le chlorhydrate de collagène, qui est évidemment hydrolysé en présence d'eau. Après le traitement acide, la substance de la peau avec l'acide qui y est distribué de façon homogène,est soumise à une attrition mécanique pour en réduire une partie,par exemple au moins 10$ en poids, à une dimension inférieure au micron.L'équipement de désagrégation préféré, tel qu'un malaxeur Waring ou l'appareil dit "Cowles Dissolver" pour de faibles concentrations en solides, soumet les particules de collagène traité à un fort cisaillement les unes contre les autres, provoquant la rupture et la diminution efficace de la dimension des agrégats micro-cristallins . On peut obtenir ce cisaillement important par d'autres voies, telles que par extrusion à travers de petits orifices 72 06899 1128429 en utilisant un "raffineur" Bauer et un appareil dit "Rietz Extructor", en particulier dans le cas de fortes concentrations en solides (environ 5$)> ou par toute autre technique connue.De préférence,on poursuit la désagrégation bien au-delà du point 5 où 10$ du produit présentent une dimension inférieure au micron, par exemple jusqu'à ce que 15 à 20$ et même beaucoup plus de ce-produit soient amenés à la dimension colloïdale. On utilise l'acide chlorhydrique comme agent de traitement acide, simplement en raison du fait qu'il est relativement peu 10 coûteux qu'il permet une souplesse et une facilité de régulation. D'autres acides, comme les acides minéraux et les acides organiques ionisables peuvent être utilisés, comme les acides sulfuri-que, bromhydrique, phosphorique, cyano-acétique,acétique ou citrique. L'acide sulfurique, par exemple, est satisfaisant, mais 15 la régulation de son action est difficile. On peut remplacer les acides chlorhydrique , bromhydrique, phosphorique ou cyano-acétique par l'acide citrique en raison de l'aptitude de ce dernier à arrêter le gonflement et l'hydrolyse des fibres de collagène en un point où la matière colloïdale s'est formée et est 20 retenue tout en évitant la dégradation rapide de la matière en un produit soluble. En fin de désagrégation,les gels produits ont un pH compris entre 2,6 et 3*8, le pH spécifique dépendant du pH de l'acide de traitement. De préférence le pH des gels qui présentent les 25 propriétés optimales est compris entre 3,0 et 3,3. Par exemple, pour préparer un gel à 1$ , on a traité une partie de peau de bovidé lyophilisée, finement broyée, avec 100 parties d'une solution d'acide chlorhydrique à pH 2,25. Après traitement de 15 minutes dans un malaxeur Waring, le gel avait un pH de 3,25. On a 30 préparé un gel à 2$ de la même façon et il avait un pH de 3,3. Lorsqu'on a préparé des échantillons de lg de collagène microcristallin finement divisé par séchage de ces gels et qu'on a placé les échantillons dans 100 ml d^eau distillée, le chlorhydrate partiel de collagène s'est ionisé et le pH de l'eau est descendu 35 à 3j1 environ. la matière microcristalline présente une capacité élevée d'absorption d'eau et les produits fabriqués à partir de cette matière n'ont pas tendance à se désagréger dans l'eau. En conséquence le collagène microcristallin finement divisé est précieux pour 40 la préparation de matières et de structures utilisables comme 72 06399 5 1128429 pansements et dans des opérations chirurgicales. Pour certaines applications, il est préférable d'éliminer la matière grasse libre qui peut être présente dans le collagène microcristallin finement divisé. Cette élimination peut se faire 5 par addition de fibres cellulosiques sous forme de pâte de Kraft fortement blanchie ou de la cellulose colloïdale microcristalline à une dispersion de collagène microcristallin avec un mélange apte à distribuer uniformément la matière cellulosique au sein de la dispersion résultante. Une filtration ultérieure de cette 10 dernière, telle que la filtration classique soïa,s pression,donne lieu à une élimination importante des matières grasses naturelles originellement présentes dans la matière source de collagène. Pour abaisser la teneur en ces matières grasses à des taux minimaux on peut également extraire les peaux brutes non séchées ou 15 autres matières source de collagène à l'aide de solvants organiques comme l'acétone,qui dissolvent les matières grasses, ou bien forcer la dispersion à passer à travers du papier de cellulose ou des fâltres en étoffe sous de très fortes pressions. Ces stades de filtration aident en outre à éliminer de faibles quantités d'au-20 très impuretés étrangères, comme des rognures de poils ou des tissus carnés, qui sont généralement gênants dans les produits finis contenant du collagène microcristallin. On peut éventuellement améliorer la résistance à l'état humide des matières contenant du collagène microcristallin,utili-25 sées dans les structures préparées conformément à la présente invention,par incorporation d'un agent de réticulation dans le processus de fabrication,en particulier au début du stade d'at-trition.Comme agents de réticulation satisfaisants,on peut citer les divers agents de réticulation à base de formaldéhyde,par 30 exemple les précondensats d'urée formaldéhyde ou de mélamine formaldéhyde, le glyoxal,!'acétaldéhyde, la glutaraldéhyde, l'alun de potassium, l'alun de chrome, l'alun de fer, l'acétate basique d'aluminium, l'acétate de cadmium, l'acétate de cuivre, l'hydroxyde de baryum, les-di-isocyanates solubles dans l'eau. 35 L'agent de réticulation spécifique qu'on utilise dépend de la destination finale du produit contenant du collagène microcristallin. Les agents de réticulation servent à améliorer la résistance des produits finis à l'état humide.Un bénéfice supplémentaire de l'utilisation de certains agents de réticulation réside en ^ une amélioration de la résistance du produit final à la chaleur. 72 06899 6 1128429 Les produits préparés conformément à la présente invention, c'est-à-dire des produits contenant une couche ou un enduit de collagène microcristallin sont utiles dans tous les cas où l'on recherche des matières absorbantes, par exemple pour la réalisa-5 tion de couches à jeter, serviettes hygiéniques, tampons, éponges chirurgicales, éponges domestiques ou industrielles, torchons , applicateurs, pansements chirurgicaux ou filtres pour cigarettes. A titre d'exemple, lorsqu'on doit utiliser des structures enduites de collagène microcristallin selon la présente invention comme 10 tampons hémostatiques ou comme bandages, on applique ordinairement l'enduit de collagène microcristallin sur le support en quantité o comprise entre 1 et 30 mg/cm ,généralement entre environ 2 et I5-20 mg/cm^. On peut également incorporer dans les structures contenant 15 du collagène microcristallin préparé conformément à la présente invention,un agent pharmaceutique ou médicinal. Ces agents peuvent être incorporés au cours de la préparation du collagène microcristallin ou en mélange avec le collagène microcristallin finement divisé lors de l'opération de fabrication impliquant le dé-20 pôt électrolytique de ce collagène pour la préparation des structures recherchées. Ces agents peuvent être également incorporés dans les structures obtenues conformément à la présente invention, après dépôt électrolytique du collagène microcristallin. Le dessin annexé représente schématiquement la préparation 25 d'une structure selon la présente invention. Le collagène microcristallin finement divisé 10 se trouve dans une trémie 11 qui est montée au-dessus d'un support approprié 12 que l'on déplace à l'aide de cylindres 14 et 15. Le support 12 peut être constitué par une pellicule de matière, telle qu'une pellicule de cellulose, 30 qui peut être enduite d'un gel contenant du collagène aqueux comme matière adhésive et qui passe sous l'orifice de sortie lia de la trémie 11. Le collagène microcristallin finement divisé, qui a reçu une charge électrostatique à l'aide d'un générateur 16, tombe à travers l'orifice lia!de la trémie 11 sur le support mobi-35 le 12 qui est également chargé électrostatiquement de façon appropriée, mais avec une polarité opposée,par le générateur 16. A mesure que le collagène microcristallin finement divisé tombe par l'erlfice Ha de la trémie 11,il est attiré sur la surface de charge opposée du support 12 et forme un enduit adhérent 40 uniforme au une couche de collagène microcristallin finement 72 06899 7 1128429 divisé.Comme il est représenté,on peut- éventuellement prévoir un sëchoir 18 pour sécher ou durcir une éventuelle matière adhésive qui peut être présente à la surface du support de façon à mieux y fixer la couche de collagène microcristallin déposée par voie 5 électrostatique. Après passage dans le séchoir 18, le support enduit de collagène passe sur un cylindre 15 et est dirigé ,vers une bobine réceptrice appropriée,non représentée. Le dépôt électrostatique du collagène microcristallin finement divisé sur un support chargé approprié est particulièrement 10 satisfaisant . On peut de la sorte déposer une souche uniforme de collagène microcristallin ou l'étendre sur le support.Cet enduit uniforme peut être .déposé sur le support du fait rjue la surface du support peut recevoir une charge pratiquement uniforme de polarité opposée à celle du collagène microcristallin finement divisé 15 au moment où il quitte l'orifice lia de la trémie 11. En appliquant le dépôt électrostatique,il est possible d'étendre ou de déposer une couche de collagène sur toutes les surfaces exposées du support, y compris celles de crevasses et les interstices, qui sont ordinairement difficiles à atteindre. De plus , la couche 20 déposée est d'aspect pratiquement uniforme. En pratique,le collagène microcristallin analogue à des fibrilles finement divisées à tendance à être attiré vers le support de charge opposée de sorte qu'une extrémité des fibrilles vient d'abord en contact avec le support et tend à y adhérer, particu-25 lièrement dans le cas où le support est pourvu d'une couche adhésive. Dans ces conditions les fibrilles tendent à se déposer de bout sur le support, d'où résulte la formation d'un enduit spécial perfectionné. Du point de vue physique,un enduit de ce genre ne semble pas pouvoir s'obtenir autrement que par dépôt électrostati- 30que,conformément à la présente invention. Bien que la présente invention ait été décrite ci-dessus et représentée au dessin annexé dans son application au dépôt électrostatique d'une couche de collagène microcristallin sur un support, on peut aussi appliquer l'invention à la préparation de structures compliquées à couches multiples de collagène microcristallin déposé électrostatiquement. D'autre part, au lieu d'utiliser comme support une pellicule de cellulose, on peut mettre en oeuvre un support comportant une matière fibreuse,feutrée, tricotée ou tissée. Dans tous les cas, le support peut être perforé. 72 06899 8 1128429 -REVENDICATIONS- 1. Structure de collagène microcristallin comportant un support caractérisée en ce qu'elle comprend une couche essentiellement constituée par du collagène microcristallin déposé sur le support par attraction électrostatique dudit collagène sur le 5 support . 2. Procédé de production de la structure selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on dépose électrostatiquement le collagène microcristallin finement divisé sur le support . 3. Procédé selon la revendication 2,caractérisé en ce qu'on 10 déplace le support sous une station de couchage, on fournit le collagène microcristallin finement divisé à la station de couchage, on charge électrostatiquement le collagène Microcristallin finement divisé, le collagène ainsi est attiré sur une surface du support se déplaçant sous la station,pour effectuer le dépôt du 15 collagène sur le support et on déplace hors de la station de couchage le support traité résultant muni alors d'une couche superficielle de collagène microcristallin. 4. Procédé selon la revendication 3*caractérisé en ce que le support est, préalablement au dépôt électrostatique du collagè-20 ne microcristallin finement divisé, pourvu à sa surface d'un enduit adhési;Çjhour fixer de façon adhésive le collagène sur cette dernière, lors de ce dépôt . 5. Procédé selon la revendication 4,caractérisé en ce que le support comprend une pellicule constitué par l'enduit adhésif 25 ou portant ce dernier. 6. Procédé selon la revendication 5,caractérisé en ce que la pellicule comprend du collagène, par exemple un gel de collagène microcristallin aqueux. 7. Procédé selon la revendication 6,caractérisé en ce que 30 la pellicule comprend une pellicule de matière plastique synthétique qui est pourvue d'un enduit de gel aqueux de collagène microcristallin, cet enduit fournissant la surfaee sur laquelle doit être déposé le collagène microcristallin. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, 35 caractérisé en ee que l'enduit adhésiJ? superficiel contient un solvant liquide volatilisable qui est chassé par évaporation de l'enduit adhésif après dépôt du collagène microcristallin,en particulier par irradiation de l'adhésif et de la surface endui 72 06399 9 2128429 te microcristalline avec des rayons infrarouges. 9. Procédé selon l'une des revendications 2 ou 3,caractérisé en ce que la surface est une surface rugueuse, poreuse de sorte que lorsque le collagène mi«rocristallin électrostatiquement 5 chargé est attiré par et se dépose sur la surface, le collagène microcristallin déposé résultant pénètre dans et est fermement fixé sur la surface. 10.Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 9, caractérisé en ce que le support comporte une matière fibreuse, 10 feutrée, tricotée ou tissée. 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 10, caractérisé en ce que le support est perforé.