Brevet FR2542612A1 — publié le 19840921

Bouchon pour flacon médical. La présente invention se rapporte à un bouchon destiné à fermer hermétiquement l'orifice d'un flacon médical. Afin de maintenir une dépression intérieure donnée ou isoler le contenu de l'atmosphère ambiante, un bouchon ferme hermétiquement l'orifice d'un flacon médical dur tel qu'un tube pour prise de sang sous vide ou un flacon de solution pour injection intraveineuse lente Pour un bouchon des- tiné à fermer hermétiquement un flacon médical de ce type, on utilise géné- ralement un caoutchouc butyle vulcanisé Cette dernière matière assure une étanchéité excellente du fait de son élasticité analogue à celle du caout- chouc. Cependant, des additifs tels que le soufre ou un accélérateur de vulcanisation contenus dans le caoutchoucbutyle vulcanisé peuvent éluer dans le sang contenu dans un flacon médi'cal et, par conséquent, fausser l'analy- se du sang La question de l'élution des additifs se pose également dans le cas de flacons de solutions pour Injections intraveineuses lentes Afin de résoudre cette question, la surface d'un bouchon en caoutchouc qui sera mi- se en contact avec une solution pour injection intraveineuse lente est re- couverte, de mani ère classi:que, d'un plastique empêchant les additifs con- tenus dans le caoutchouc d'éluer dans la solution pour injection intravei- neuse lente pendant la stérilisation en autoclave. En plus de cette difficulté, lorsqu'un bouchon en caoutchouc bu- tylevulcanilsé classique entre en contact avec du sang, des caillots san- guins se déposent sur le bouchon, ce qui' fausse également l'analyse et la fiabilité de l'examen. La présente invention a donc pour objet de fournir un bouchon pour flacon médical qui résout les di:fficultés de l'art antérieur,possède une élasticité analogue à celle du caoutchouc, ne contient pas d'additifs qui pourraient provoquer une élution, offre une excellente capacité à être rendu de nouveau étanche après avoir été percé par une seringue ou une ca- nule, et est thermoplastique. Afin de réaliser cet objet, la présente invention fournit un bo L chon destiné à fermer hermétiquement l'orifice d'un flacon médical, ce bou- chon comprenant un matériau polymêrique moulable par injection et qui con- tient un mélange en poids de 30 à 90 % de caoutchouc à base de butyle, et de 70 à 10 % d'un élastomère thermoplastique. En général, le caoutchouc à base debutyle choisi est un polyiso. butylène, un caoutchoucbutyle, un caoutchoucbutyle partiellement réticulé ou un caoutchoucbutyle halogéné L'élastomère thermoplastique choisi est généralement un élastomère polyester, un élastomère à base de styrène, le 1,2 polybutaditene ou un élastomère polyolefine. La plasticité est améliorée si le watériaupolymérique contient jusqu'à 30 % en poids d'un polymère à base d'oléfine améliorant la plasti- cité Le choix du polymère à base d'olefine améliorant la plasticité se porte généralement sur un polypropylene, un polyethylène, un copolymère acrylate d'éthyl-éthylene, une paraffine liquide, une cire ou un copoly- mère acétate de vinyle-éthylene. Le matériau polymérique peut contenir également une charge, jusqu'à 80 % en poids du poi:ds total de la charge et du mélange La charge choisie est généralement du'"arbon black'ou noir de carbone, de l'argile, du talc ou du "white carbon" ou silice contenant de l'teaudeailimeion& mf,n HO). La présente invention sera bien comprise à la lecture de la des- cription suivante fai:te en relation avec les dessins ci-joints, dans les- quels: les figures I à 3 sont des: vues de côté, avec coupe partielle, de différents bouchons: pour flacons médicaux suivant la présente invention; la fi gure 4 es:t une vue en coupe d'un autre bouchon pour fla- con médical suivant la présente invention; et la figure 5 est une vue en coupe d'un tube pour prise de sang sous vi:de utilisant le Bouchon qui fait l'objet de la présente invention. Les présents inventeurs ont effectué de vastes recherches en vue d'essayer de trouver un matériau pouvant servir à constituer un bou- chon pour flacon médical, c'est-à -dire un matériau qui ne contient pas d'addi:tifs pouvant provoquer une élution, et qui présente une caractéri s- tique satisfaisante d'impermeabilité aux gaz Le résultat de ces recherches a été la découverte d'un mélange de caoutchouc à base de butyle et d'un élastomère thermoplastique, dans une composition prédéterminée de mélange 3 Q pour f Qurni r d'excellents bouchons. Un bouchlon p Qur flacon médical suivant la présente invention corprend f Qndamentalement un méelange en poids de 30 à 90 % de caoutchouc à base de butyle, et de 70 à 10 % d'élastomère thermoplastique Le caout- chouc à base de butyle est utilisé principalement pour donner au bouchon résultant une caractéristique satisfais ante d'impermeabilité aux gaz Si le caoutchouc à base de butyle entre dans le mélange à raison de moins de % en poids, on ne peut obtenir un bouchon présentant une caractéristique satisfaisante d'i mperméabii:té aux gaz équivalente à celle d'un bouchon pour flacon médical Etant donné que le caoutchouc à base de butyle présen- 3 ' te une déformation relatiivement éleyée à la compression et une résilience et une dureté fai:bles, il est facilement soumis à& une déformation perma- nete Par conséquent, le caoutchouc à base de butyle ne peut, à lui seul, fournir un bouchon destiné a fermer hermétiquement un flacon médical On y ajoute donc un élas tomére thermoplastique que l'on mélange pour améliorer la capacité de fermeture hermétique suivant la présente invention La quantité d'élastomère thermoplastique doit être comprise dans les limites de 70 à 10 % en poids - Si ' la quanti té d'élastomère thermoplastique est su- périeure à 70 % en poi ds, on ne peut pas' obtenir les effets du caoutchouc à base de butyle D'autre part, sit la quantité d'élastomère thermoplasti- que est i:nféri:eure à 1 % en poi'ds, les: effets de q 'élastomère thermoplas- ti:que ne 'peuvent pas 'tre sati:sfaisants. Parmi les exemples de caoutchouc à base de butyle qu'on peut utili ser dans la présente inventi'on, on i:nclura les polyisobutylènes tels que ceux dont le poids: moléculaire dans la moyenne de viscosité se situe entre 15 000 et 20 Q 000, et de préférence entre 80 000 et 150 000 (par exemple Vi:stanex MML-100 ou MML-14 Q commercilalisés' par Exxon Chemical Ltd); les butyles tels que ceux quiont une viscoeité dite Mooney M Li+ ( 100 9 C) entre et 100, et de préférence entre 40 et 70 (la viscosité Mooney étant habituellemen utilisée pour déterminer la viscosité de caoutchoucs non vulcanisés ou de caou choucs synthétiques;et une teneur en insaturation de 0,3 à 3 mol %,et de préfé de 0,7 àl,5 mol % (par exemple Essobutyl 065 ou 365 commercialisés par exxon Ch, mical Ltd,ou Polysarbutyl 100 ou 402 commercialisés par Polysar Ltd); les caoutchoucs butyles partiellement réticulés tels que ceux qui ont une teneur solubleen ckheanede 50 %enpoids (ar exemple Pl -5 O comrchiasépar P lysar Ltd); et les caoutchoucs bhlyffiqérns tels oe aix cpi p niaent' uoe viscosité N Mo Wy ll,( 100 C)entre 20 et 00, et de priéférence aize 40 et 70 D, et une tenar en instaumim de 0,1 à 3 mol %, et de plmférence de 0,7 à 2 mol %, et une teneurenhalogène de 0,5 à 3 % en poids (par exemple Chlo- robuty'l 1 Q 6:6 commerci'ali:sé par Exxon Chemical Ltd ou Bromobutyl XZ commer- ciali sé par polysap Ltd). Parmi les exemples d'élastomère thermoplastique, on inclura les élastomère polyesters tels que ceux qui possedent une résilience de 30 % ou plus;, selon J Ii K 6301, et un poix It de fusi:on de 220 C ou inférieur (élastomère p Qlyester Toray type S Qu type H commercialïs:é par Toray In- dustriles-, Inc ou Pelprene P-150 B et P-150 M commerci:alisés par Toyobo Co., Ltd); les élastomères; polyoléfines tels que les caoutchoucs copoly- mères éthylène-propylène ou les cçopolymères éthylène-propylène-di ène non conjugué ayant une viscosité Mooney M Li+ 4 ( 100 C) entre 30 et 95, et de préférence entre 40 et 80, les caoutchoucs éthylène-propylène partiellement réti;culés, les caoutchoucs: éthylène-propylène greffes au propylène et les polyéthylènes greffes à 1 'isobutylène présentant chacun une déformation permanente à la compression ( 70 C pendant 22 heures) comprise entre 30 et 98 %, et de préférence entre 30 et 60 % (par exemple Esprene 301 ou 505 commercalisé par Sumitomo Chemical Co, Ltd, Thermorun 3600 commer- cialisé par Mittsubitsfi' Petrochemtcal Co, Ltd ou Milastomer 5285 commer- cial isé par Mitsui' Petroclemical Industri:es Ltd); les élastomères à base de styrène, l'élastomère du type polyamide; et le 1, 2-polybutadiène. Dans le mélange de caoutchouc à base de butyle et d'élastomère thermoplastique, la proportion de caoutchouc à base de butyle est de pré- férence comprise entre 50 et 70 % en poids. Le mélange décrit ci-dessus peut être utilisé seul pour fabri- quer un bouchon suivant la présente invention Il est cependant préféra- ble d'ajouter un polymère prédétermine à base d'oléflne pour améliorer la plastici:te, et en particuliter la capacité de moulage par injection Parmi les exemples de ces polymères & base d'oléfîne utilisés pour améliorer la plasticité, on inclura les polypropylènes ayant un indice de fusion (g/10 minutes selon ASTMD 1238) de 0,5 à 2 Q 00 (par exemple Idemitsu Polypro J- 400 M commercial isé par rdemitsu Petrochemical Co, Ltd); le polyethy- 2 Q 1 lène (par exemple Y'ukalon LK-3 W commercialisé par Mitsubishi Petrochemical CO., Ltd); les copolymères acrylate d'éthyl-éthylène (par exemple le co- polymère NVC DPDJ-g 16 g commerctalisé par Nippon Untcar-Co, Ltd,); les copolymêres acétate de vinyl-&t Mylene (par exemple Ultrathfien UE 633 com- mercializse par Toyo Soda Manufacturing Ltd,); la paraffine liquide; et la cite Le polymère à base d'oléfine est ajouté au mélange dans une pro- portion qui ne dépasse pas 3 Q %, et de préférence comprise entre 10 et %, du poids du mélange. Le matériau polymértque de la composition décrite ci-dessus, peut contenir en outre une charge de carhon black (par exemple Carbon n 55 commercialisé par Asahi Carbon Co, Ltd), d'argile (par exemple Crown Clay commercialisé par Soute Eastern Clay Inc, ou Rard Top Clay commercialisé par S Eiirai 'i Calcium Kaisha, Ltd), de talc, et de white carbon (par exem- ple Fine Seal commercialisé par Totuyama Soda Go, Ltd) La charge est aijoutée aumatériau polymérique dans une proportion qui ne dépasse pas 80 %, et de préférence comprise entre 20 et 40 %, du poids total de la charge et du matériau polymérique La charge sert à renforcer la résistance mécanique du bouchon et à améliorer S a caractéristique d'impermeabilité aux gaz. Pour préparer un bouchon pour flacon médical à l'aide du maté- riau polymérique décrit ci-dessus, on malaxe les composants respectifs dans un mélangeur Banbury à une temperature comprise entre 150 et 250 C, et de préférence entre 170 et 190 Q C, afin de les granuler Les granulés s.ont injectés entre 12 Q et 25 Q QC, et de préférence entre 200 et 220 C. Comme le représente la fi:gure 1, un bouchon préparé par moulage par in- jecti on de cette manière, comporte un corps cylindrique 10 avec une sur- face d'extrémité tronconique 10 a et une tête 12 de plus grand diamètre. Des évidements 14 et 16 se prolongent l'un vers l'autre depuis la surface supérieure de la tête 12 et depui la surface inférieure du corps cylin- drique 10, constituant ainsi: une partie amincie 12 a afin de faciliter le perçage par une canule pour pris e de sang ou un instrument analogue Une rainure annulaire 18 est formée dans, la partie du corps 10 qui est voisine de la tête 12 Cette rainure annulaire 18 empêche le bouchon de tomber hors du flacon lorsqu'on l'introduit de force dans ce dernier Le bouchon représenté à la figure 2 a fondamentalement la même structure que celui qui est représenté à la figure 1, excepté qu'une rainure annulaire 20 est formée à la surface inféri:eure de la tête 12 qui déborde du corps 10 Par conséquent, on a uti lisé les mêmes références pour désigner les parties identiques des bouchons représentés aux figures,1 et 2, La rainure annu- lalre 2 ' sert également à empêcher-le bouchon de tomber à l'intérieur du flacon Le bouchon représenté à la figure 3 est un bouchon dit "de fiole" et i:l a la même structure que celui qui: est représenté à la figure 1, ex- cepté que sa forme générale est plus plate et que sa tête 12 présente une surface extérieure inversement tronconique 12 h. La fi gure 4 représente un bouchon du type dans lequel aucun in- tervalle n'est formé entre la canule et le bouchon et dans lequel le joint étanche est maintenu sans défaut lorsqu'on perce le bouchon avec une canu- le telle qu'une canule pour pri se de sang Le bouchon représenté à la fi- gure 4 diffère de celui: qui: est représenté à la figure 1 par le fait qu'un élément 41 d'étanchéité est noyé au centre de la surface inférieure (à l'en droit du percement par la canule) de l'évidement 14 Cet élément 41 d'étan- chéité peut être mi:s en place par moulage par insertion d'un élastomère à. base de styrène tel que TR 21 Q 4 ou G 7705 commercialisés par Shell Chemical Inc (présentant une dureté égale ou i:nférieure à 55 selon JISA), corespofiau à une dureté Shore A d'environ 57 pendant le moulage par injection du bouchon En variante, on peut disposer 'élément 41 d'étanchéité en formant unbouchon présentantun aeu au centre delasurfaceiférieure del'évidement,eten faisant couler dans ce creux u caoutchouc liquide tel qu'un agent silicone d'étanchéité La composition ei poids préférée des parties du bouchon, à l'exception de l'élément d'étan- chéité, est la suivante: 35 parties de Vistanex MML-100, 25 parties de caoutchouc butyle partiellement réticulé PBXL-50, 25 parties de 1,2-poly- butadiène (PB 830 commercialisé par Nihon Gosei Kagaku Inc), 10 parties d'élastomère à base de styrène (G 1652 commercialisé par Shell Chemical Inc), et 10 parties de paraffine liquide. Apres avoir préparé le bouchon de cette manière, on peut le soumettre à un rayonnement Y afiln d'améliorer sa résistance mécanique. On décrira maintenant des exemples qui font apparaître les pro- priétés du matériau polymérique utili Ssé dans le bouchon qui fait l'objet de la présente invention. Exemple 1. Les composants indi qués au tableau 1 ci-dessous ont été malaxés dans un mélangeur Banbury à 190 Q C pendant 10 minutes pour préparer les matériaux de moulage On a soumis ensuite des échantillons moulés de ces matériaux aux essais pour bouchons en caoutchouc de transfusion de la neu- vième pharmacopée japonaise modifiée Les résultats obtenus sont indiqués au tableau 3. TABLEAU '1 Echantillon Parties en n Q Composants poids , ,, Vistanex MIL-100 60 1 Elastomère polyester Pelprene P-150 M 20 Copolymère acrylate d'éthyl-éthylène DPOJ-9169 20 Vistanex MML-100 40 Pelprene P-150 M 20 2 Thermorun 3600 20 Talc 20 Vistanex MML-14 Q 40 Pelprene P-150 OM 20 3 Thermorun 36 ( O 5 Talc 20 DPOJ-9169 15 Polysarbromobutyl X 2 60 4 Pelprene P-I 5 QM 20 DPOJ-9169 20 L'échantilon n" 4 a été irradié au Co SQ à la dose de 3,5 Mrad. TARLEAU 2 Présenté inventi on Essai? Echan Echan Echan Echan Art antérieur tillon i ti'llon 2 tillon 3 tillon 4 /,PH 0,23 0,35 0,13 0,23 1,30 Jt, consommation aci'de 0,50 0,48 0,65 0,38 6,50 permangantque En moins, En moins En moins En moins En moins de Barbotage d'1 d'l d'1 d'1 3 minutes minute minute minute minute Absorptton des rayons-ultra 0,04 0,0 Q 8 0,23 0,18 1,82 violets, Zn Ne ND ND ND ND Métaux lourds Pb ND ND ND ND ND Cd ND ND ND ND ND Proprtété 99,66 99,7 99,8 99,6 99,5 N D signifie "non détectable Il. TABLEAU 3 ( 1) Apres allongement de 100 G %, on a laissé l'échantillon a l'état allongé pendant 10 minutes et on a effectué ensuite la mesure a 20 C après 1 Q autres minutes. ( 2) L'échantillon a été essayé sous forme de film de 5004 Ld'épaisseur. (ml/m 2; 1 atm pendant 24 heures). Le bouchon suivant la présente invention peut être utilisé, de manière appropriée, avec un tube pour prise de sang sous vide comme le re- présente la figure 5 Un tube 22 pour prise de sang, dans lequel on a fait le vide afin de pouvoir aspirer une quantité prédéterminée de sang, est fermé hermétiquement par un bouchon tel que celui qui est représenté à la figure 1 Le vide est donc maintenu dans le tube. Le bouchon pour flacon médical suivant la présente invention, décrit ci-dessus, possède une élasticité analogue à celle du caoutchouc. Par conséquent, il remplit sa fonction de fermeture étanche pendant une longue période de temps et possède une bonne capacité & être rendu de nou- veau étanche (c'est-a dire étanche après avoir été percé par une canule). Ce boucho Qn ne contient pas d'addittifs qui pourraient provoquer une élu- tion et il permet une analyse plus précise et une conservation plus sure du contenu du flacon que les bouchons classiques Le bouchon suivant la présente invention n'endommage pas le contenu et peut maintenir le vide intérieur d'un tube pour prise de sang sous vide pendant un temps rela- Essai Echatillôn Méthode de mesure 1 2 3 4 Module 100 % (kgc M 2) 100 QQ11 Q 115 120 JISK 301 Allongement (%) 720 650 630 500 JISK 301 Résistance à la trac- tion (kgtcm > 130 150 120 510 JISK 301 Allongement perma- nent (%)52 65 63 11 ( 1) m -,, Imperméabilité à l'oxygène 190 17 Q 180 210 ( 2) _ I'' - tivement long. Du fait que le bouchon suivant la présente invention est cons- titué d'un matériau qui permet le moulage par injection, il possède les mêmes propriétés avant et après moulage, a la différence d'un bouchon clas- sique qui possède de la plasti'cité avant moulage et de l'élasticité après moulage On peut donc préparer facilement un bouchon possédant les proprié- tés souhaitées, en choisissant un matériau approprié Puisque le bouchon n'est pas vulcanisé, on peut réutiliser les canaux d'injection et les ca- rottes sans qu'il soit nécessaire de les chauffer Le moulage par injec- tion réduit également le temps de moulage par rapport au procédé classique de moulage qui exige un stade de vulcanisation Le démoulage du bouchon suivant la présente invention est excellent et la production en série de ce bouchon est facilitée. Dans le cas d'un bouchon avec un élément d'étanchéité suivant la présente invention, puisqu'aucun intervalle n'est formé entre la canule et les parties du bouchon lorsqu'on perce ce dernier avec la canule, tout écoulement de sang et toute contamination résultante du bouchon sont empé- chés. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisa- tion qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de va- riantes et de modifications qui apparaîtront & l'homme de l'art. RE y ENDICATIONS 1 Bouchon pour flacon médical destiné à fermer hermétiquement l'orifice d'un flacon médical rigide, caractérisé en ce qu'il est consti- tué d'un matériau polymérique moulable par injection et contenant un mé- lange en poids de 30 à 90 % d'un caoutchouc à base de butyle et de 70 à % d'un élastomère thermoplastique. 2 Bouchon suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le caoutchouc à base de butyle est choisi parmi un groupe composé de poly- isobutylène, de caoutchouc isoprène-isobutylène, de caoutchouc isoprène- isobutylène partiellement réticulé, et d'isoprène-isobuty 11 ne halogéné. 3 Bouchon suivant la revendication 2, caractérisé en ce que l'élastomère thermoplastique est choisi parmi un groupe composé d'élasto- mère polyester, d'élastomère à base de styrène, de 1,2-polybutadiène et d'élastomère polyol éfine. 4 Bouchon suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le matériau polymérique ne contient pas plus de 30 % d'un polymère à base d'oléfine afin d'améliorer sa plasticité. Bouchon suivant la revendication 4, caractérisé en ce que ce polymère à base d'oléfine pour améliorer la plasticité est choisi par- mi un groupe composé de polypropylene, de polyethylene, d'un copolymère acrylate d'éthyl-éthylène, de paraffine liquide, de cire et d'un copoly- mère acétate de vinyle-éthylène. 6 Bouchon suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau polymérique ne contient pas plus de 80 % d'une charge par rap- port au poids total de la charge et du mélange. 7 Bouchon suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la charge est choisie parmi un groupe composé de carbon black, d'argile, de talc et de white carbon. 8 Bouchon suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend une partie amincie qui peut être percée par une canule. 9 Bouchon suivant la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend un élément d'étanchéité disposé dans la partie amincie de manière à éviter la formation d'un intervalle entre le bouchon et la canule lors- que la partie amincie est percée par la canule. 1 Q Bouchon suivant la revendication 9, caractérisé en ce que l'élément d'étanchéité est constitué d'un élastomère à base de styrène. 11 Bouchon suivant la revendication 9, caractérisé en ce que l'élément d'étanchéité est constitué d'un caoutchouc liquide.