Brevet FR2527621A1 — publié le 19831202

La présente invention a trait au collagène et elle concerne plus particulièrement une éponge formée de collagène insoluble naturel. L'expression collagène insoluble naturel" utilisée dans le présent mémoire se réfère à du collagène qui ne peut pas être dissous dans une base alcaline aqueuse ni dans une solution de sel inorganique quelconque sans subir de modification chimique, et elle englobe les peaux, les croûtes et d'autres dépouilles de mammifères ou de reptiles. Plus particulièrement, l'expression "collagène naturel insoluble" désigne le derme qui est la couche intermédiaire d'une peau de bovidé entre le côté fleur et le côté chair. Chez les jeunes animaux, il existe une légère réticulation intermoléculaire et interfibrillaire qui confère un certain degré de solubilité au collagène. Toutefois, pendant le processus de vieillissement, une réticulation intermoléculaire et interfibrillaîre apparaît, rendant ainsi le collagène insoluble. L'utilisation de collagène sous une forme pratiquement pure a été proposée pour de nombreux usages, par exemple pour des pansements pour brûlures comme décrit dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique " 3 939 831 et NO 3 514 518 et pour des applications médicales similaires comme décrit dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique M 3 1rj7 524 et NO 3 628 974. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique N9 3 637 642 donne un exemple de procédé de dissolution de collagène insoluble et d régénération de la fibre. D'autres procédés ont ét proposés pour solubiliser et reconstituer le collagène avec l'utilisation d'enzymes pour rompre des liaisons intra- et interfibrillaires, comme décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique NO 3 034 852, et d'autres procédés ont été proposés pour convertir des masses fibreuses de collagène en une matière en feuille, comme décrit dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique NO 2 934 447 et NO 2 934 446. En outre, on peut préparer conformément aux brevets des Etats-Unis d'Amérique NO 3 939 831 et NO 3 742 955 des pansements médicinaux à partir de collagène dans lequel sont dispersés des antibiotiques et des substances similaires pour faciliter la guérison de la peau qui a été brûiée. De meme, conformément au brevet des Etats-Unis d'Amérique NO 3 742 955, il a été proposé du collagène fibreux qui est doué de propriétés hémostatiques et cicatrisantes. Le collagène est sous la forme d'un produit fibreux duveteux qui peut être converti en bandes ou en nattes non tissées, par des techniques mécaniques. Conformément à la présente invention, il est proposé une éponge de collagène qui tire son intégrité de la liaison chimique du collagène naturel en particules. En outre, l'éponge de collagène conforme à la présente invention a des propriétés cicatrisantes et des propriétés hémostatiques. Le procédé de production d'une matière en feuille de collagène poreuse et cohérente consiste à former des particules de collagène naturel insoluble sous une forme pratiquement pure et à mettre en suspension le collagène en particules dans une solution aqueuse d'acide organique faible tout en maintenant le collagène sous la forme de particules. La suspension est lyophilisée pour former une feuille cohérente poreuse de collagène naturel qui peut être utilisée comme pansement pour blessures, pansement pour brûlures, feuille hémostatique , etc. Le collagène naturel insoluble en particules conforme à la présente invention provient avantageusement d'une peau de boeuf qui a été épilée par pelanage, dégraissée pour produire des fibres de collagène naturel insoluble pratiquement pur et granulé en particules de diamètre inférieur à 5 mm et notamment inférieur à 0,5 mm. Le dégraissage et la granulation peuvent être effectués avec les matières, l'appareil et les procédés connus de l'homme de l'art. Il importe que le collagène naturel final en particules que l'on utilise pour préparer l'éponge conforme à la présente invention conserve ses liaisons de réticulation, ctest-à-dire son insolubilité dans l'eau ou dans une solution aqueuse d'acide,de base ou de sel, tout en restant pratiquement pur de manière à préserver les caractéristiques non antigéniques et non allergènes caractérisant le collagène naturel. Après l'obtention du collagène naturel en particules sous une forme pratiquement pure, le collagène en particules est dispersé dans une solution aqueuse d'acide organique faible. La solution aqueuse d'acide organique contient jusqu'à environ 5 % en poids du collagène et notamment jusqu'à 3 % en poids du collagène sous la forme de particules. Les acides qui peuvent entre utilisés pour former la solution aqueuse d'acide sont les acides organiques faibles tels que les acides acétique , citrique lactique , ascorbique , tartrique , etc.Le pH de la solution aqueuse d'acide est avantageusement ajusté à une valeur inférieure à 4 en vue d'obtenir une bonne dispersion du collagène en particules et, dans le cas de l'acide ascorbique, une solution à 1 % est suffisante, tandis qu'il faut une solution à 0,5 % d'acide dans le cas de l'acide acétique ou tartrique. Le pH de la solution aqueuse doit avantageusement avoir une valeur d'environ 3 à 4. Après la formation de la solution, cette dernière est congelée à une vitesse d'abaissement de la température d'environ 18 à 240C/heure de manière que les cristaux de glace qui sont formés soient extrêmement petits et ne rompent pas les liaisons de réticulation ou les channes de collagène, de manière à conserver ainsi la nature et les caractéristiques naturelles d'insolubilité du collagène en particules. Pour obtenir la vitesse désirée de congélation, on place la dispersion de collagène dans un congélateur entre -60 et-700C. La dispersion congelée, à une température initiale de -60 à -70 C, est ensuite placée dans un appareil de lyophilisation et elle est sublimée sous un vide de 1,33 à 133 mPa. Le processus de lyophilisation dure environ 12 à 24 heures, la température finale étant d'environ 300C. Bien que la lyophilisation empêche la destruction des liaisons chimiques dans le collagène, il existe un faible degré de destruction cryogénique. Cette destruction cryogénique crée dans le produit formé de collagène des sites de réaction et d'association et pendant toute la durée du processus de lyophilisation, cela engendre la réactivité et produit ainsi la liaison des fibres individuelles de collagène les unes aux autres pour former la feuille cohérente conforme à l'invention. Par conséquent, bien que des sites réactifs soient formés, le collagène conserve ses caractéristiques naturelles en gardant en particulier la considération en triple hélice des fibrilles, ces dernières conservant leur alignement avec une périodicité axiale d'environ 64 nanomètres. L'éponge -de collagène réalisée conformément à la présente invention tire donc son intégrité du processus spécifique de. lyophilisation tout en conservant ses caractéristigues naturelles. Normalement, l'éponge de collagène réalisée conformément à l'invention a une densité apparente de 0,005 à 0,0065 g/cm3 et son épaisseur est avantageusement de 5 à 7 mm. Il y a lieu de remarquer.que la pureté et la nature du collagène en particules utilisé pour former la dispersion doivent être maintenues pendant toute la durée du procédé. L'éponge de collagène réalisée conformément à la présente invention présente des avantages importants lorsqu'on l'utilise pour des applications médicales. L'éponge de collagène conforme à l'invention dessèche la blessure et coagule les sécrétions tout en gardant son action capillaire et hydrophile même adrets l'incorporation de plasma et de sécrétions. Ainsi, l'éponge de collagène se comporte comme une escarre sèche sans rétention permettant un écoulement rapide, en rendant ainsi possible le dessèchement de la blessure par son pouvoir coagulant, tout en pouvant être aisément retirée de la blessure sans douleur pour le patient. On a constaté que l'éponge de collagène conforme à l'invention n'adhérait pas au tissu revêtant la blessure, et le tissu n'est également pas influencé négativement par l'éponge de collagène. En outre, l'éponge de collagène est compatible avec la plupart des médications, telles que des antibiotiques et des substances similaires, tant que les pores ne sont pas obturés, et on peut en fait l'utiliser conjointement avec d'autres pansements. En outre, l'éponge protège la blessure d'un choc mécanique. Par suite du haut degré de pureté du collagène naturel utilisé pour préparer l'éponge et de la pureté de l'éponge de collagène naturel obtenue, cette dernière est non allergène et non antigénique. De plus, l'éponge de collagène conforme à l'invention offre plusieurs avantages physiques, attendu qu'elle est aisément conservée et manipulée par le personnel traitant, tout en étant aisément supportée par le patient qui n'éprouve pas la gêne normalement ressentie dans le cas de pansements de gaze de grande dimension. Le procédé et le produit de invention sont illustrés avec plus de détails dans les exemples suivants. Exemple 1 90,7 kg de peau de boeuf fraîchement préparée, de refente sur chaux, ont éta traités dans un tonneau en bois contenant 272,2 kg d'eau à 200C et 2,72 kg d'acide chlrhydrique à 37 %. Après avoir chargé les croûtes, l'eau et l'acide, on a fait tourner le tonneau pendant 4 heures. L'opération initiale a été conduite en vue d'éliminer la chaux résiduelle du collagène Après pelanage, les croates ont été lavées avec de l'eau pendant 3 heures dans le tonneau en bois à un rapport de bain de 300 % et l'eau a été changée toutes les heures.Les crûtes lavées ont été traitées ensuite avec un agent dégraissant et dans cet exemple, avec une solution à 3 t d'un surfactant non ionique vendu sous la marque depostne "Triton X-114". Le lavage des croûtes a été effectué à un rapport de bain de 200 % pendant 5 heures à la tpérature ambiante an un tonneau en bois. Les croûtes dégraissées ont été lavées à l'eau pendant 4 heures à la température ambiante à un rapport de bain de 300 %, l'eau étant changée toutes les heures. Les croûtes ont été séchées par cadrage en extension de manière à éliminer la graisse en excès.Le cadrage a été conduit pendant 16 heures à 60 C. Après séchage, le collagène se trouvait sous une forme relativement pure et il a été immergé dans un solvant organique, en l'occurrence de l'éther de pétrole à un rapport de bain de 300 % pendant 2 heures. Les croûtes ont été séchées et découpées en carrés de 38,1 x 38,1 cm. Les morceaux ont été pulvérisés en particules de 0,032 à 0;4 mm et la poudre a été extraite à l'éther de pétrole et de nouveau séchée pour éliminer toutes huiles, graisses û autres constituants solubles résiduels de la peau.Le collagène naturel en particules sèches avait l'analyse chimique suivante Protéine % 90,7 Concentration en sel (exprimée en Na1), % 0,2 Acidité, milli-équivalents/g 68,7 Hydroxyproline, % 10,36 pH (dispersion aqueuse à 1 %) 3,5 Les caractéristiques physicochimiques du collagène en particules étaient les suivantes rapport des channes ss/a de collagène 34/66 poids moléculaire (moyen, 140 000 plage de températures jusqu'à la dénaturation 31,7 à 59,2 C Exemple 2 Le collagène naturel insoluble sous forme de particules préparé confcrmémt à l'exemple 1 a été dispersé dans une solution aqueuse à 0,5 % en poids d'acide acétique.La dispersion contenait 3 g en poids du collagène en particules de l'exemple 1 Le pH de la dispersion de collagène en particules était d'environ 3,5. La dispersion de collagène a été chargée sur un plateau ayant une épaisseur de 10 r'Ljfl et des dimensions de 20 cm sur 20 cm. La dispersion de collagène sur le plateau a été placée dans un congélateur à environ -650C et congelée à une vitesse d'abaissement de la température de 18 à 240C par heure jusqu'à ce qu'elle ait atteint une température finale de -60 à -700C. La solution congelée sur le plateau a été placée dans un appareil de lyophilisation et elle a été maintenue sous un vide de 1,33 à 133 mPa pendant 16 heures. La solution de collagène avait une température initiale de--650C et une température finale de 300C après l'opération de sublimation sous vide d'une durée de 16 heures. Ainsi, lorsque la température finale de 300C a été atteinte, l'éponge de collagène était une feuille cohérente à cellules ouvertes douée de propriétés hdmosta- tiques et étant également capable de transporter les sécrétions d'une blessure à travers l'épaisseur de l'éponge tout en gardant son action capillaire et hydrophile. L'éponge de collagène conforme à l'exemple 2 avait une densité apparente de 0,005 g/cm3 et une épaisseur de 5 mm. Il va de soi que l'invention n'a été décrite qu'à titre explicatif, mais nullement limitatif, et que de nombreuses modifications peuvent être apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1. Procédé de production d'une feuille de collagène poreuse cohérente, caractérisé en ce qu'il consiste à former des particules de collagène naturel insoluble sous une forme pratiquement pure ; à mettre en suspension lesdites particules de collagène dans une solution aqueuse d'acide organique faible tout en maintenant le collagène sous la forme de particules ; et à lyophiliser ladite suspension pour former une feuille cohérente poreuse de collagène naturel. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le collagène naturel insoluble en particules a des diamètres de particules.de moins d'environ 1 mm. 3. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le collagène naturel insoluble en particules a des diamètres de particules de moins d'environ 0,5 mm. 4. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'acide organique faible est choisi entre l'acide acétique, l'acide citrique, l'acide lactique, l'acide ascorbique et l'acide tartrique. 5. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la suspension de collagène en particules atteint une concentration d'environ 5 % en poids de collagène. 6. Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce que la suspension de collagène en particules atteint une concentration d'environ 3 % en poids de collagène. 7. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la solution aqueuse d'acide atteint une concentration de 1 % en poids d'acide. 8. Procédé suivant la revendication i, caractérisé en ce que la lyophilisation est conduite par congélation de ladite solution afin d'effectuer une réduction de température à une vitesse de 18 à 240C/heure, ladite solution étant déshydratée sous un vide de 1,33 à 133 mPa pendant au moins 12 heures. 9. Une feuille poreuse cohérente de collagène naturel obtenue par le procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes.