Brevet FR2336963A1 — publié le 19770729

La présente invention concerne une membrane de dialyse, plus particulièrement pour lthémodialyse, et un procédé pour la réalisation d t une telle membrane. De telles membranes de dialyse sont utilisées pour la séparation isotopique, pour la déminéralisation de l'eau de mer, pour la purification de l'eau potable et pour des dialyses à fin médicale, notamment. La dialyse consiste en une diffusion sélective de particules dissoutes à travers des membranes semi-perméables. En médecine, les diamètres des pores doivent être suffisants pour permettre le passage des cristalloides (par exemple électrolyte, glucose, urée, créatine, barbiturique) mais empêcher le passage des colloïdes et des composants corpusculaires (albumine, graisses, cellules sanguines, bactéries et virus) (Cf. le dictionnaire Klinisches Wôrter- buch" de Pschyrembel, édité chez Walter de Gruyter et Ce, merlin 1969). Ces techniques sont utilisées en médecine dans les reins artificiels (hémodialyse) où le sang et le liquide de traitement sont séparés l'un de l'autre par une membrane. Par diffusion, osmose et ultrafiltration, il se produit un échange entre les composants des liquides qui peuvent traverser les pores de la membrane de séparatior. La variété et le nombre des substances qui sont susceptibles de participer à cet échange dépendent de la contexture de la membrane et, notamment, du diamètre des trous et de leur densité surfacique. Les membranes les plus couramment utilisées en hémodialyse sont des membranes en cellophane ou en cuprophane semi-synthétiques, la cuprophane étartun film de cellulose obtenu par le procédé au cuivre. La cellophane, normalement non poreuse à ltétat sec, se gonfle au contact de l'eau et alors s'y forment des cavités qui se raccordent les unes aux autres pour constituer dans la feuille de cellophane des passages dont les dimensions sont comprises entre 20 et 8o (Cf. l'ouvrage de Streicher Hémodfalyse publié chez C. Bindernagel, Friedberg 1973). Comme l'existence des passages et leurs diamètres effectifs ne peuvent pas être prédéterminés, il n'est pas possible de réaliser avec de telles membranes un dialyseur spécialement adapté pour le traitement d'une maladie donnée. Une urémie chronique, une néphrite aiguë, une intoxication médicamenteuse, ou des infections analogues, sont provoquées par des bactéries, des virus ou des toxines de grandeurs moléculaires différentes. Les toxines non encore déterminées responsables de l'urémie appartiennent, par exemple, aux molécules moyennes, avec un poids moléculaire d'environ 20.000, et ne peuvent tre séparées que par des dialyses très longues. Les risques de rupture de membrane ne sont pas non plus complètement exclus et posent, de ce fait, un danger pour la vie du patient (notamment dans le cas de dialyse à domicile). On sait réaliser des membranes avec des diamètres de trous bien définis. Les membranes constituées de fibres creuses de nylon, o avec un diamètre de trou de passage de 20 A , sont utilisées essentiellement dans le traitement des eaux. On a également utilisé en hémodialyse des fibres creuses ou des feuilles minces avec des trous de diamètre de 80 A, mais les dispositifs ainsi que les membranes de cellophane précitées présentent l'inconvénient de ne pouvoir être utilisés qu'une seule fois. La présente invention a précisément pour objet de proposer une membrane de dialyse renfermant des matériaux de dimensions données et permettant un passage régulier et rapide de matériaux de dimensions inférieures. Cette membrane doit être par ailleurs réutilisable après emploi, par exemple en hémodialyse. Pour ce faire.et selon une caractéristique de la présente invention, la membrane de dialyse présente des passages traversants de diamètres uniformes et équidistants les uns des autrés. Ces diamètres sont de l'ordre de quelques A lorsque la membrane de dialyse a une épaisseur d'environ 12 à 13 microns. La membrane de dialyse est constituée de façon avantageuse d'une lamelle ou d'une feuille mince recouverte d'un enduit. Cette lamelle ou cette feuille comporte des orifices sensiblement perpendiculaires au plan de la membrane de dialyse. La réalisation de passages traversants sensiblement perpendiculaires au plan de la membrane permet, par opposition aux canaux de traversée entrelacés des membranes de l'art antérieur (de structure spongieuse), de réduire la durée d'une hémodialyse d'environ 10 heures, ce temps n'étant alors pas limité par des raisons constitutives. La membrane de dialyse selon la présente invention peut être stérilisée après usage et de ce fait être réutilisée. De préférence, la lamelle ou la feuille mince est réalisée en métal, en matériau semiconducteur ou en matériau diélectrique et, selon un mode de réalisation particulier, en acier inoxydable. Une telle membrane peut également entre réalisée en tissu très fin, par exemple en treillis d'acier. Pour réduire les dimensions des passages, la membrane est revêtue d'un enduit d'un côté ou des deux côtés. Du fait de la possibilité de contrôler la réalisation de la membrane (conduit perpendiculaire au plan de la membrane) ainsi que le rétrécissement des canaux (enduisage), on peut ainsi réaliser des membranes adaptées pour des utilisations particulières. Pour des utilisations médicales, il est nécessaire que l'enduit soit constitué d'un matériau stérilisable. Pour ce faire, on utilise de préférence de l'or, de l'argent ou du platine. Un des résultats que l'on peut obtenir avec une telle membrane, à savoir empecher la précipitation de l'albumine sur la membrane, est obtenu en utilisant du silicium, du chrome, du nickel, du vanadium, du titane,ou du verre, notamment. La réutilisation rendue possible après stérilisation de la membrane permet une diminution considérable des~coRts d1utilisa- tion. Ce point est particulièrement important pour la dialyse à domicile. Du fait qu'il est possible de prédéterminer la grandeur et la densité des pores, il est possible de miniaturiser les dialyseurs pour réaliser par exemple des reins artificiels portables. Selon une autre caractéristique de la présente invention, un procédé pour laxréalisation d'une telle membrane est caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de forer des trous dans la lamelle ou la feuille, et de réduire de façon contrôlée les dimensions de ces trous par un enrobage ou un revêtement. En place et lieu d'une lamelle ou d'une feuille perforée, on peut également utiliser un treillis métallique. Les pores sont avantageusement réalisés au moyen de faisceaux laser ou de faisceaux électroniques. Le diamètre des trous dépendra des utilisations requises mais se situe généralement dans l'ordre de grandeur de quelques Fm. Parmi les quelques possibilités permettant de réaliser de façon re productible les conduits de ces dimensions, on citera le perçage au moyen de faisceaux de laser ou de faisceaux électroniques. Les techniques actuelles permettent de réaliser des trous dont lesdiao mètres sont compris entre environ 1000 A et 7000 A. La lamelle ou la feuille peut être également obtenue sous forme de couche mince, par exemple par vaporisation sous vide ou par déposition électrolytique sur une forme présentant une face supérieure plane ; les conduits sont ensuite réalisés et la membrane est ensuite séparée de la forme. Ce procédé permet de réaliser des membranes plus fines qu'avec des lamelles ou des feuilles perforées. En pratique, ces membranes seront généralement obtenues par les techniques des couches minces ou les techniques photographiques qui trouvent des utilisations dans d'autres domaines. La lamelle ou la feuille est revêtue de préférence tout dtabord par électrolyse puis, finalement, par vaporisation ou métallisation sous vide. Il est ainsi possible par revêtement électrolytique, de ramener les diamètres des trous traversants d'environ O O 50000 A à 10000 A. Après températion du processus électrolytique relativement rapide, les diamètres des conduits seront ensuite ramenés par vaporisation lente jusqu'aux valeurs comprises entre 20 et 80 A. Le revêtement peut être également obtenu par vaporisation sous vide ou par vaporisation galvanique. De cette façon, non seulement il est possible de réduire les pores de la membrane à des diamètres de quelques A, mais éga lement, avec un revêtement approprié, d'empêcher, notamment dans l'utilisation de la membrane pour des dialyses à buts médicaux, la précipitation de l'albumine du sang sur la membrane. Une vaporisation plus uniforme des conduits est obtenue en soumettant la 'feuille à un mouvement de nutation pendant le processus d'enrobage. Du fait de la faible vitesse d'enduisage lors du processus de vaporisation, il est possible de contrôler et de commander très exactement la croissance des parois des conduits. Simultanément, la vaporisation permet un planage de la surface supérieure du matériau de revêtement. Un planage supplémentaire des bords des passages et de la surface supérieure peut être obtenu en soumettant, aprèsl'enduisage,la membrane de dialyse à une opération de recuit jusqu a une température inférieure à la température de fusion. La présente invention sera mieux comprise au vu de la description suivante d'un mode de réalisation particulier, faite en relation avec le dessin annexé sur lequel la figure unique représente une coupe partielle d'une membrane de dialyse selon la présente invention. Ense référant à cette figure, dans une lamelle ou une feuille mince 1 d'acier inoxydable, d'une épaisseur d'environ 12 à 13 microns, on fore au moyen d'un faisceau laser des trous 2 d'un diamètre d'environ 5 microns. Ces trous 2 sont ensuite, par enduisage, réduits jusqutà présenter des diamètres requis d'envi- ron 20 a environ 80 A . La couche de revêtement 3 est réalisée en deux étapes. Le diamètre des trous est réduit par électrolyse etv finalement, par vaporisation. On notera que le dessin D'est pas à l'échelle et que la présente invention n'est pas limitée à une membrane de dialyse du type de celle représentée en vue en coupe sur la figure unique. Du fait du parfait contrôle de la réalisation de la membrane, il est possible d'utiliser dans un dialyseur d'un rein artificiel une membrane particulièrement appropriée pour le traitement d'une intoxication donnée. La spécificité d'une membrane dépendra de l'épaisseur de cette membrane, du diamètre des trous, de leur densité surfacique et du matériau de revêtement. Un jeu complet de membranes de ce type devrait atteindre un domaine de poids moléculaire d'environ 60.000. Il devient ainsi possible d'opérer un traitement optimum d'un patient, du fait que le médecin traitant pourrait choisir parmi un Jeu de membranes de porosités différentes, la membrane particulièrement adaptée au traitement considéré et la mettre en place dans un rein artificiel. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparattront à lthomme de l'art. REVENDICATIONS 1 - Membrane de dialyse, plus particulièrement pour hémodialyse, caractérisée en ce qu'elle présente des passages traversants ayant des diamètres sensiblement identiques et équidistants les uns des autres. 2 - Membrane de dialyse selon la revendication 1, caractérisée en ce que la membrane est constituée d'une lamelle ou d'une feuille mince recouverte d'un revêtement. 3 - Membrane de dialyse selon la revendication 2, caractérisée en ce que la lamelle ou la feuille présente des trous. 4 - Membrane de dialyse selon les revendications 1 et 3, caractérisée en ce que les passages ou les trous sont formés sensiblement perpendiculairement au plan de la membrane de dialyse. 5 - Membrane de dialyse selon les revendications 2 et 3, caractérisée en ce que la lamelle ou la feuille est constituée d'un matériau stérilisable. 6 - Membrane de dialyse selon la revendication 5, caractérisée en ce que la lamelle ou la feuille est constituée d'un matériau pris parmi les matériaux métallique, semiconducteur ou diélectrique. 7 - Membrane de dialyse selon la revendication 5, caractérisée en ce que la lamelle ou la feuille est réalisée en acier inoxydable. 8 - Membrane de dialyse selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisée en ce que la lamelle ou la feuille est constituée d'un tissage fin. 9 Membrane de dialyse selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisée en ce que la lamelle ou la feuille est recouverte d'un rev#tement sur au moins un côté, pour rétrécir les passages. 10 - Membrane de dialyse selon la revendication 9, caractérisée en ce que le revêtement est constitué d'un matériau stérilisable. Il - Membrane de dialyse selon la revendication 10, caractérisée en ce que le revêtement est réalisé en un métal noble, tel #que l'or; l'argent ou le platine. 12 - Membrane de dialyse selon la revendication 10, caractérisée èn ce que le reveAtement est constitué d'un matériau pris parmi le silicium, le chrome, le nickel, le vanadium, le titane ou le verre. 13 - Procédé pour la réalisation d'une membrane de dialyse selon l'une quelconque des revendications précédentes, ca- ractérisé en ce qu'il comporte les étapes de réaliser des trous dans la lamelle ou la feuille, puis de réduire ces trous de façon contrlée en procédant à un revêtement de la lamelle. 14 - Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que les trous dans la lamelle ou la feuille sont réalisés-par l'application de faisceaux laser ou de faisceaux électroniques. 15 - Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser la feuille ou la lamelle sous forme de couches minces, par exemple par vaporisationsous vide ou déposition électrolytique sur une forme plane, puis à réaliser les passages et séparer la feuille de la forme. 16 - Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que le revetement de la lamelle ou de la feuille s'opère par électrolyse puis par vaporisation ou métallisation. 17 - Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que les diamètres des passages sont réduits de 50000 A environ o à environ 10000-A par revêtement électrolytique, puis finalement ramenés à des dimensions entre 20 et 80 A par vaporisation lente. 18 - Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que la lamelle ou la feuille est revêtue par vaporisation sous vide ou galvanique. 19 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 13 ou 16 à 18, caractérisé en ce que la feuille ou la lamelle subit un mouvement de nutation pendant le processus de revête- ment. 20 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 13 à 19, caractérisé en ce qu'après l'opération de revêtement la membrane de dialyse est recuite à une température inférieure à la température de fusion.