Brevet FR2456323A1 — publié le 19801205

La présente invention concerne des tubes ou des dispo sitifs pour la récolte du sang que lton utilise pour séparer le sang total en une phase dense et une phase légère pour faciliter l'analyse du sang. Plus particulièrement l'invention concerne une composition améliorée, analogue à un gel, que l'on peut utiliser dans de tels tubes de récolte du sang. On sait depuis longtemps que l'on peut facilement centrifuger le sang total pour le séparer en deux fractions principales, à savoir une phase légère ayant une densité d'environ 1,026 à environ 1,031 et une phase dense ayant une densité d'environ 1,092 à environ 1,095. La densité du sang humain total est généralement comprise entre environ 1,048 et environ 1,066. La phase légère est constituée essentiellement du sérum ou du plasma et la phase dense est constituée essentiellement d'un culot d'hématies. Cette séparation du sang total en deux phases facilite considérablement les analyses physiques et chimiques du sang et elle est donc très utile pour le diagnostic de nombreuses affections humaines. On sait cependant que lorsqu'on a séparé le sang en deux phases, si l'on n'enlève pas rapidement du tube la phase légère, il se produit une interaction entre les deux phases conduisant à des résultats d'analyse imprécis. De plus, même si ltonenlève immédiatementla phaselégère durécipienttil existe des risques de contamination de l'échantillon et d'erreurs d'étiquetage de ltéchantillon prélevé. De plus, le personnel de laboratoire est exposé à des risques dus auxéchantillons desang de sujets maladessenparticulier au sérumde malades atteints dthépatite. Ces dernières années, on s'est efforce de résoudre les difficultés associées à la centrifugation des échantillons de sang. On sait par exemple que l'on peut utiliser diverses matières ou divers dispositifs ayant une densité intermédiaire entre celle de la phase dense et celle de la phase légère, pour faciliter l'isolement de la phase dense et de la phase légère, ces deux phases ayant été séparées par centrifugation. Le plus important d'entre eux est une matière analogue à un gel, de préférence hydrophobe, qui est fortement thixotrope et de fa çon générale inerte vis-à-vis des phases liquides séparées que l'on désire isoler.Cette matière analogue à un geS a une densité intermédiaire entre celle de chacune des phases liquides et on la place dans le récipient avant ou après la récolte du liquide. Par suite de sa densité, la matière analogue à un gel se déplace dans le récipient sous lteffet de la centrifugation et cesse de se déplacer lorsqu'elle atteint le voisinage de l'interface des phases liquides. La matière analogue à un gel convient de plus pour former une barrière étanche transversale continue, semi-rigidelen contact avec une portion annulaire de la surface interne du récipient, isolant ainsi effectivement entre elles les phases liquides. Cette matière analogue à un gel est le plus souvent constituée d'un mélange d'un fluide de silicone et d'une poudre de dioxyde de silicium hydrophobe comme décrit dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique n 3 780 935 et n 3 852 194. Cependant, ces compositions à base de fluide de silicone présentent l'inconvénient d'être relativement coûteuses. Par conséquent, on stest récemment efforcé de trouver ou de mettre au point d'autres fluides de préférence moins coûteux pour remplacer les fluides de silicone de l'art antérieur. D'une manière intéressante, le seul autre fluide qui semble convenir dans une telle matière ànalogue à un gel est un polymère liquide de type polybutène tel que décrit dans le brevet des Etats Unis d'Amérique n 4 021 340. La Demanderesse a découvert que, de façon inattendue, on peut utiliser des polymères liquides de butadiène pour préparer des compositions thixotropes analogues à des gels qui sont utiles pour isoler une phase dense d'une phase légère d'un échantillon de sang séparé par centrifugation dans un récipient, ces polymères liquides de butadiène ayant été jusqu'alors utilisés pour préparer des caoutchoucs, des élastomèresdturéthanner des composés d'enrobage, d'isolation et d'encapsulage, des revêtements, des matériaux d'étanchéité et similaires. L'invention concerne en particulier un procédé pour isoler une phase dense d'une phase légère d'un échantillon de sang séparé par centrifugation dans un récipient, procédé consistant à A. Placer dans un récipient convenant à la centrifugation une certaine quantité de sang total et une certaine quan tité de composition thixotrope insoluble dans l'eau ayant une densité d'environ 1,03 à environ l,OD et qui est constituée d'un polymère liquide de butadiène contenant au moins 50 % en poids de butadiène et jusqu'à 50 % en poids d'un ou plusieurs autres monomères à insaturation éthylénique, et d'une charge inerte finement divisez ayant une densité supérieure à environ 1,03 ~ B.Centrifuger le récipient pour séparer l'échantillon de sang en une phase dense et une phase légère et déplacer simultanément la composition thixotrope vers l'interface de ces phases ~ et C. établir une barrière étanche continue semi-rigide sous forme d'un gel à l'intérieur du récipient entre la phase dense et la phase légère. L'invention concerne également une composition thixotrope insoluble dans l'eau ayant une densité d'environ 1,03 à environ 1,09 qui est constituée d'un polymère liquide de butadiène contenant au moins 50 % en poids de butadiène et jusqu'à 50 % en poids d'un ou plusieurs autres monomères à insaturation éthylénique et d'une charge inerte finement divisée, ayant une densité supérieure à environ 1,03. Comme précédemment indiqué, on utilise la composition thixotrope de l'invention dans un procédé pour isoler une phase dense d'une phase légère d'un échantillon de sang séparé par centrifugation dans un récipient. Ce procédé consiste à introduire dans le récipient une quantité prédéterminée d'une matière analogue à un gel ayant une densité intermédiaire entre celles de chacune des phases séparées. Le déplacement de la matière analogue à un gel dans le récipient à travers au moins une des phases de fluide (sous l'effet des forces de centrifugation) provoque ltécoulement d'au moins une des phases de fluide à l'intérieur du récipient. Une barrière étanche transversale continueJsemi-rigidews'établit au contact d'une portion annulaire de la surface interne du récipient lorsque la matière analogue à un gel atteint une position voisine de l'interface des phases de fluide, ce qui isole la phase de fluide légère de la phase de fluide dense. On cesse alors d'appliquer les forces de centrifugation. I1 convient de noter que l'épaisseur ou la dimension suivant l'axe de la barrière étanche transversale continue constituée par la composition d'isolement sous forme d'un gel dépend au moins en partie de la quantité de cette matière que lton introduit dans le récipient. De plus, il n'est pas nécessaire que la barrière étanche ait une forme ou une épaisseur uniforme selon sa dimension transversale tant qu'elle comporte au moins une portion transversale continue. L'uniformité de la barrière étanche dépend de facteurs tels que la viscosité de la matière analogue à un gel, la quantité de cette matière présente, la vitesse et la nature de la centrifugation ainsi que la durée de centrifugation. Comme précédemment indiqué, la matière analogue à un gel qui constitue la barrière étanche transversale continue semi-rigide est essentiellement thixotrope. I1 convient de noter que cette définition de cette matière que l'on peut également décrire comme une substance semi-solide, semi-rigide, pratiquement non fluide, ou résistant à ltécoulement au repos, ne limite en aucune façon l'invention I1 suffit d'indiquer que la matière semble avoir une viscosité très élevée, est de nature pseudoplastique, se comporte pratiquement comme un fluide lors de la centrifugation et fait à nouveau prise sous forme d'une matière semi-rigide continue lorsqu'on la laisse reposer. Lorsqu'elle est sous la forme de la barrière étanche transversale continue, la matière analogue à un gel est fortement rigide et permet de décanter la phase légère du réci- pient sans qu'il y ait rupture de l'étanchéité au niveau de la surface interne du tube. De plus)ltéchantillon isolé en deux phases tolère très bien les secousses ultérieures et se prête parfaitement à l'expédition (par exemple à un laboratoire éloigné). De façon générale, la matière analogue à un gel de l'in- vention doit présenter les propriétés fondamentales suivantes : 1. une densité (ou une masse volumique) intermédiaire de celle des deux phases de fluide que l'on désire séparer ~ 2. une absence d'interaction avec les phases de fluide que lwon désire séparer ~ et 3. une absence pratique de fluidité (état semi-rigide) au repos. La portion liquide de la composition thixotrope de l'invention est un polymère liquide de butadiène qui contient au moins 50 % en poids de butadiène et jusqu'à 50 % en poids d'un ou plusieurs autres monomères à insaturation éthylénique. On peut citer entre autres comme exemples de ces monomères, l'éthylèney le styrène, l'-méthyl styrène, le méthoxy-4 styrène, le dichloro-2,5 styrène, l'acrylonitrileX le chlorure de vinyle, le chlorure de vinylidène, le butène-l, le butène-2, le chloro-l butène-2, le méthyl-3 butène-l, l'isoprène, le chloroprène, le bromoprène, le méthoxy-2 butadiène, le chloro-l méthyl-3 butadiène et similaires. Les monomères autres que le butadiène que lton préfère sont le styrène, l'a-méthylstyrène, le méthoxy-4 styrène et le dichloro-2,5 styrène et on préfère tout particulièrement le styrène.Les polymères que l'on préfère particulièrement sont un homopolymère de butadiène et un copolymère de styrène et de butadiène contenant 25 % en poids de styrène. En général, les polymères liquides de butadiène que l'on peut utiliser dans l'invention ont des poids moléculaires d'environ 300 à environ 10 000, de préférence d'environ 2 000 à environ 5 000 et des viscosités à 30 C d'environ 100 à environ 200 000 centipoises, de préférence d'environ 1 000 à environ 100 OOOcentipoises et mieux d'environ 3 000 à environ-25 000 centipoises. De façon typique, ces polymères ont des densités å 30 C inférieures à environ 1. On peut citer comme exemples typiques de polymères liquides de butadiène les résines à terminaison hydroxy POLY bdt fabriquées par Arco Chemical Company, New-York ; voir par exemple "General Bulletin, avril 1976. Comme les résines"POLY bd" comportent à la fois des insaturations et des radicaux hydroxy terminaux, ces polymères sont susceptibles de modifications chimiques et ces formes modifiées entrent dans le cadre de l'invention. Par exemple, on peut faire réagir les radicaux hydroxy terminaux avec de ltoxyde d'éthylène pour obtenir un fragment poly (oxyde d'éthylène) fixé à chaque site hydroxy terminal. Autrement, on peut introduire des radicaux hydroxy additionnels dans le polymère par époxydation avec un peracide tel que l'acide peracétiquelpuis effectuer une hydrolyse. D'autres modifications chimiques sont possibles et sont résumées dans le General Bulletin. Comme précédemment indiqué, la charge doit être un solide finement divisé ayant une densité supérieure à environ 1,03. On peut citer entre autres comme exemples de charges appropriées, le dioxyde de titane, la zircone, la silice, la bentonite, le talc, l'alumine, l'amiante, la farine de bois, des polymères organiques tels que le poly(téréphtalate de tétraméthylène), le poly(teréphtalate d'éthylène), le poly(téréphtalate de cyclohexylènedyméthylène-1,4, le poly(tétrafluoroéthylène) le polystyrène, lespolyuréthanness les polymères acryliques et similaires. On préfère les charges minérales et tout particulièrement les matières siliceuses telles que la silice.On préfère, en particulier, une charge minérale siliceuse ayant une surface spécifique dau moins environ 50 m2/g. On utilise la charge en une quantité suffisante pour conférer à la composition une densité d'environ 1,03 à environ 1,09. De préférence, la composition a une viscosité d'environ 200 000 à environ 1 500 000 centistokes et un indice de thixotropie compris entre environ 1, 1 et environ 9. On préfère particulièrement que la composition thixotrope ait une densité d'environ 1,037 à environ 1,05. On utilise la composition de l'invention pour isoler une fraction dense et unefraction légère du sang total, selon des procédés connus. En généralJon place la composition et un échantillon de sang total dans un récipient pouvant être centrifugé. On centrifuge ensuite le récipient jusqu'à ce que la composition prenne une position intermédiaire entre la phase dense et la phase légère du sang. De préférence, la composition est présente au départ dans un tube sous vide dans lequel on aspire le sang pour obtenir ainsi un système clos de séparation du sang. Par exemple, on introduit la composition thixotrope de l'invention dans des tubes individuels correspondant au type décrit dans le brevet des Stats-Unis d'Amérique n 3 852 194 ~ on crée ensuite le vide dans les tubes pour obtenir une pression résiduelle d'environ 0,1 bar. La quantité de composition thixotrope contenue dans chaque tube de 16xlOOmm est d'environ 1 à environ 4 g ettde façon typiqueJd'environ 2 g. Chaque tube peut aspirer environ 10 ml de sang total. Lors de l'emploi, on utilise le tube pour prélever le sans total par l'intermédiaire d'une aiguille placée dans le bouchon de caoutchouc et on centrifuge ensuite le tube et son contenu jusqu'à ce que la composition thixotrope migre en une position intermédiaire entre les deux phases ce qui isole ces phases. En pratique, on obtient l'isolement des phaseslaprès environ 10 minutes de centrifugation à llOOx g. Ensuite, on peut retirer le bouchon et prélever facilement la phase dense ou la verser sans modifier la barrière étanche. Dans les exemples suivants, on utilise deux types différents de polymères de butadiène à terminaison hydroxy avec les charges indiquées pour préparer 11 compositions thixotropes. Les polymères sont les produits commercialisés sous les dénominations R-45HT et CS-15 par Arco Chemical Company. Le tableau I indique les propriétés des deux polymères telles qu'elles sont décrites dans le "General Bulletin d'avril 1976 par Arco Chemical Company. TABLEAU I Résumé des propriétés des polymères de butadiène à terminaison kydroxy R-45HT CS-15 Butadiène, X en poids 100 75 Styrène, I en poids - 25 Matières non volatiles, % en poids 99,9 99,9 Viscosité, centipoises à 30 C 5 000- 15 000 Teneur en radicaux hydroxy, meq/g 0,83 0,65 Indice d'hydroxyle, mg KOH/g 46,6 36,5 Moyenne en nombre du poids moléculaire 2800 3400 Humidité, % en poids 0,05 0,05 Densité à 304C 0,901 0,924 Indice d'iode 398 335 On prépare les 11 compositions thixotropes avec trois charges de silice différentes. Ces charges sont décrites ciaprès. (1) D-17 : silice méthylée précipitée ayant une surface spécifique nominale de 80 m2/g, une taille des particules se condaires de 2,5 Sm et une taille des particules primaires de 17 Am ~ produit fabriqué et commercialise par Degussa. (2) Sipernat 22 : silice précipitée ayant des propriétés semblables à celles de la silice D-17 ~ fabriquée et commercialisée par Degussa. (3) kerosil 200 : silice ultrafine ayant une surface spécifique nominale de 200 m /9 ~ fabriquée et commercialisée par Degussa. Dans les exemples, on isole la phase dense et la phase Légère d'échantillons de sang total par centrifugation d'échantillons de sangà llOOx g pendant 10 minutes en présence d'environ 2 9 de la composition thixotrope indiquée que l'on a précédemment placée dans un tube de 16 x 100 mm que lton a bouché et dans lequel on a créé un vide jusqu'à une pression résiduelle de 0,1 bar. EXEMPLES 1 à 11 La constitution des compositions ihixotropes utilisées dans les exemples figure dans le tableau II. Les propriétés des compositions thixotropes obtenues figurent dans le tableau III. On notera que les compositions des exemples 3 et 4 contiennent également 0,02 % en poids d'un stabilisant qui est un copolymère de type polysiloxane-polyoxyalkyle décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 4 049 692. I1 est évident pour lthomme de l'art que le polymère liquide peut être constitué d'un polymère unique ou d'un mélange de polymères et que la charge peut être constituée d'une charge unique ou d'un mélange de charges, sous réserve que lton obtienne les caractéristiques fondamentales de la composition thixotrope. De même, on peut utiliser des stabilisants tels que ceux précédemment décrits pour augmenter la viscosité de la composition thixotrope. Bien entendu,l'invention est susceptible d'autres modifications évidentes pour l'homme de l'art sans sortir de son cadre. TABLEAU II ComDOsitions thixotro@es Exemple Polymère de butadiène Charge n Nature Quantité Nature Quantité 1 R-45HT 100 g. D-17 33,8 g. 2 CS-15 100 g. D-17 26,2 g. 3a R-45HT 100 g. D-17 33,8 g. 4a CS-15 100 g. D-17 33,8 9. 5 R-45HT 100 g. Aerosil 200 10 g. D-17 22 g. 6 R-45HT 100 g. Sipernat-22 10 g. D-17 22 9. 7 R-45HT 100 g. Aerosil 200 22 g. 8 CS-15 100 g. Aerosil 200 7,5 9. D-17 17,4 9. 9 CS-15 100 9. Sipernat 22 10,3 g. D-17 14,9 g. 10 CS-15 100 g. Aerosil 200 24,5 g. 11 CS-15 100 9. Sipernat 22 26 g. a la composition contient également 0,02 % en poids d'un sta bilisant,le DC-190,qui est un copolymère de type polysiloxane polyoxyalkyle (Dow Corning Corporation, Midland, Michigan). TABLEAU III Propriétés des compositions thixotropes Exemple Densité Viscosité Indice de n (cSt) thixotropie 1 1,04 600 000 3,0 2 1,04 700 000 2,4 3 1,04 900 000 3,92 4 1,04 90o 000 2,76 5 1,04 560 000 2,87 6 1,04 520 000 2,86 7 1,04 300 000 8 -1,04 510 000 1,77 9 1,04 400 000 1,64 10 1,04 425 000 1,29 11 1,04 215 000 1,10 REVENDICATIONS 1 - Procédé pour isoler une phase dense d'une phase légère d'un échantillon de sang séparé par centrifugation dans un récipientsscaractérisé en ce qu'il consiste à : A. placer dans un récipient pouvant être centrifugé une certaine quantité de sang total et une certaine quantité d'une composition thixotrope insoluble dans l'eau ayant une densité d'environ 1}03 à environ 1}09 et qui est constituée d'un polymère liquide de butadiène contenant au moins 50 % en poids de butadiène et jusquzà 50 % en poids d'un ou plusieurs autres monomères à insaturation éthylénique et une charge inerte finement divisée ayant une densité supérieure à environ 1,03 ;; B. C2ntrifuger le récipient pour séparer ltéchantillon de sang en une phasedense et une phase légère et déplacer simultanément la composition thixotrope vers l'interface de ces phases ~ et C. établir une barrière étanche continue semi-rigide analogue à un gel à l'intérieur du récipient entre la phase dense et la phase légère. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le polymère de butadiène est un homopolymère de butadiène ou un copolymère de butadiène et de styrèneEen particulier un tel copolymère contenant environ 25 % en poids de styrène. 3 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la charge est une charge minérale, en particulier une charge siliceu-se, dont les particules ont de préférence une surface spécifique d'au moins 50 m2/g. 4 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la composition thixotrope a une viscosité comprise dans la gamme d'environ 200 000 à environ 1 500 000 centistokes et un indice de thixotropie compris entre environ 1,1 et environ 9. 5 - Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la composition thixotrope a une densité comprise entre environ 1,037 et environ 1,05. 6 - Composition thixotrope insoluble dans l'eau utile pour isoler une phase dense d'une phase légère d'un échantillon de sang séparé par centrifugation dans un récipientjcaractérisée en ce qu'elle a une densité d'environ 1,03 à environ 1,09 et en ce qu'elle est constituée d'un polymère liquide de butadiène contenant au moins 50 % en poids de butadiène et jusqu'à 50 en poids d'un ou plusieurs autres monomères à insaturation éthylénique et d'une charge inerte finement divisée ayant une densité supérieure à environ 1,03. 7 - Composition selon- la revendication 6, caractérisée en ce que le polymère de butadiène est un homopolymère de butadiène ou un copolymère de butadiène et de styrènelen particulier un tel copolymère contenant environ 25 h en poids de styrène. 8 - Composition selon la revendication 6, caractérisée en ce que la charge est une charge minérale, en particulier une charge siliceuse, dont les particules ont de préférence une surface spécifique d'au moins 50 m2Jg. 9 - Composition selon la revendication 6, caractérisée en ce que la composition thixotrope a une viscosité comprise dans la gamme drenviron 200 000 à environ 1 500000 centistokes et un indice de thixotropie compris entre environ 1,1 et environ 9. 10 - Composition selon la revendication 9, caractérisée en ce que la composition thixotrope a une densité comprise entre environ 1,037 et environ 1,05.