Brevet FR2556607A1 — publié le 19850621

La presente invention interesse le domaine de la micro-filtration et est relative à un procédé de fabrication d'un séparateur comportant des fils creux dont les principaux domaines d'utilisation sont avant tout la séparation du plasma à partir du sang complet (plasmapho rèse), la filtration stérile et la concentration des virus. Le brevet DE-OS 30 26 718 décrit un procédé de fabrication de membranes poreuses en fibres creuses permettant la séparation du plasma, dans lequel on part d'un mélange homogène de deux constituants au moins, l'un de ces constituants étant un polymère fusible et l'autre constituant étant un liquide inerte vis-à-vis du polymère. Ces deux constituants forment un système binaire qui comporte, à l'état d'agrégat liquide, un domaine de miscibilité complète et un domaine de lacune de mélange. Le mélange homogène extrudé dans une buse en fibre creuse, une température supérieure à la tempéra- ture de séparation du mélange, pénètre dans un tube de filature ou filage qui contient le liquide inerte du mélange.Le liquide contenu dans le tube de filature a une température inférieure à la température de séparation du mélange. La fibre et le liquide inerte traversent le tube dans la même direction et à peu près à la même vitesse. La fibre est ensuite retirée du tube sous une légère tension et la structure de fibre creuse formée est, après sa solidification, lavée au moyen d'un solvant. Comme polymère, on utilise du polypropylène. La membrane de fibre creuse de polypropylène a un diamètre intérieur de 250 à 450 pm et une épaisseur de paroi de 100 à 200 pin. A cOte du polypropylène, que l'on utilise de préférence, on peut également utiliser, par exemple, des polyoléfines comme le polyéthylène à poids moléculaire élevé, des copolymères du propylène et de l'éthylène, du polyéthylène chloro-trifluoréthylène et du sulfure de polyèthylène. La séparation du sang en constituants cellulaires (hématies, leucocytes, plaquettes) et en plasma a deux domaines d'application différents, d'une part, l'obtention de plasma pour des échanges de plasma et, d'autre part, l'élimination des toxines liées aux protéines, qui sont la source de nombreuses maladies. Les membranes qui ont une perméabilité limitée pour un poids moléculaire de 3 millions environ comme celles qui sont nécessaires à l'élimination des toxines liées aux protéines peuvent être fabriquées par le procédé décrit ci-dessus. On a essayé d'utiliser, pour la séparation du plasma, d'autres types de membranes, comme les membranes d'acétate de cellulose, de nitrate de cellulose ou d'alcool polyvinylique. Cependant, elles présentent une perméabilité retardée ou partielle à ces protéines. Les fils creux à base de cellulose présentent une assez faible stabilité à la pression et, de plus, une faible stabilité à la température. Il en résulte que, lorsque les fils creux sont soumis à une pression, ils se déforment et que leur nettoyage après l'utilisation du séparateur ou sa stérilisation ne peut s'effectuer qu'incomplètement.Pour assurer l'étanchéité entre l'enveloppe du séparateur et les fils creux, les membranes de fibre creuse poreuse sont placées dans une masse d'enrobage. Les faisceaux de fils creux obtenus de cette manière doivent être ensuite coupés grossièrement ou finement, vérifiés et complétés avec" l'enveloppe du séparateur. Les inconvénients essentiels que présentent les fils creux connus et leur assemblage en séparateurs rési- dent dans le fait que les fils creux ont une épaisseur de paroi relativement forte et une porosité de géométrie irrégulière, que la masse d'enrobage pénètre dans les fils creux et les bouc#he et que les séparateurs ainsi réalisés ne peuvent pas etre réutilisés, car il n'est pas possible de les nettoyer ni de les stériliser d'une manière suffisante. Le but de l'invention est de permettre la réa- lisation de séparateurs comportant des fils creux, notas ment pour la plasmaphorèse, qui puissent être régénérés et placés en autoclave.Le but de l'invention est donc la mise au point d'un procédé de fabrication de séparateurs à fils creux qui permette l'utilisation de polymères ayant une stabilité chimique et thermique élevée et donnant un rendement de filtration élevé sans poser de problèmes d'ordre physiologique et dans lequel la masse d'enrobage ne puisse pas pénétrer dans les fils creux. Ce but est atteint, suivant l'invention, du fait que des fils creux non poreux sont bombardés par des particules chargées dont le rayon d'action est plus grand que l'épaisseur de paroi des fils creux, que les fils creux bombardés, mais encore non poreux, sont réunis en un faisceau de fils creux, suivant un procédé connu, enrobés dans une masse d'enrobage et introduits dans l'enveloppe du séparateur et qu'ensuite, dans le séparateur, les traces latentes des particules laissées dans la paroi des fils creux sont transformées en pores par une attaque chimique. I1 est avantageux que, pendant l'attaque chimique, les fils creux soient remplis d'une solution d'électrolyte inerte et que l'attaque chimique s'effectue sur la paroi extérieure du fil creux. La durée de l'attaque chimique détermine la grandeur du diamètre des pores. Il est préfé rable, pendant i l'attaque chimique, de mesurer la résis- tance électrique des fils creux, dont la variation indique le moment de la perforation des pores. Ce procédé permet de traiter des fils creux constiutés pratiquement par n'importe quel polymère, par exemple par du nitrate de cellulose, de l'acétate de cellulose, du polycarbonate, du polyester, des polyamides, des polyimides, des polysulfones, du polypropylène, du fluorure de polyamiylédène et des copolymères de l'éthylène-tétrafluo- méthylène. L'invention est décrite ci-dessous d'une manière plus détaillée au moyen de deux exemples. Exemple 1 Le but est de réaliser un séparateur pour plasmaphorèse dont les fils creux aient un diamètre de pores de d = 0,5 pm, une surface efficace de 1 m2 et une longueur efficace de fibres de 210 mm. On part de fils creux non poreux en polyester ayant un diamètre intérieur de 350 pm et une épaisseur de paroi de 10 pm. Les fils creux sont bombardés par des ions chlore qui sont accélérés jusqu'à 40 MeV et frappent la paroi presque perpendiculairement. La densité de particules est de l'ordre de 5 x 107 T/cm2. Les fils creux non poreux bombardés par les particules chargées sont associés en faisceau suivant un procédé connu et enrobés dans une résine de polyuréthane Après le durcissement de la résine de polyuréthane, les fibres enrobées, au nombre de 4 300 environ,sont coupées et ouvertes d'une manière connue. Les faisceaux de fibres sont introduits serrés dans une enveloppe de séparateur comme celle que l'on utilise également pour la fabrication des dialyseurs à fibres creuses. Ensuite, on fait passer lentement par pompage dans les fils creux une solution à 1 % de sel marin à une température de 700 C. A travers les raccords de dialyse,on fait simultanément circuler par pompage dans l'enveloppe une lessive de soude à 5n, égale ment, à une température de 700C. Entre les deux circuits-, on mesure en permanence la résistance électrique. Au bout d'un temps t égal à 6 minutes environ, les pores sont percées, ce qui se traduit par une chute brusque de la résistance électrique. L'attaque chimique est arrêtée 12 minutes plus tard par pompage d'acide écétique à 10 % dans les fibres creuses. La lessive de soude est évacuée par les raccords de dialyse et l'enveloppe est également ricée par de l'acide acétique. On procède ensuite à un grand lavage à l'eau distillée.Les pores réalisés de cette manière dans les fils creux ont un diamètre intérieur d = 0,5 m et un diamètre extérieur D = 0,75 m. Exemple 2 : Dans un autre exemple de rdalisation, le but est de fabriquer un séparateur pour la concentration de virus de la grippe dont les fils creux aient un diamètre de pores de d = 0,08 pm et une surface efficace de 1 m2. Les fils creux en question sont fabriqués en polycarbonate, avec un diamètre intérieur de 200 pm et une épaisseur de paroi de 12 pm. Les fils creux non poreux sont bombardés par des ions argon ayant une énergie de 220 MeV. La densité de particules est de l'ordre de 109 T/cm2. Comme dans l'exern ple 1, un faisceau de 7500 fils creux est introduit dans une enveloppe. L'attaque chimique et le rinçage sont effectués avec les mêmes produits. Après un temps t = 7,5 minutes, la résistance électrique diminue brusquement. Au bout d'une durée supplémentaire de 2,7 minutes, l'attaque chimique est interrompue par le rinçage à l'acide acétique et à l'eau distillée. Le diamètre des pores est de d = 0,08 pm à l'intérieur et de D = 0,125 pin à l'extérieur. Le procédé suivant l'invention permet l'utilisation de fils creux constitués par des polymères ayant une grande stabilité chimique et thermique, comme par exemple les polycarbonates et les polyesters, que d'autres procé- dés de fabrication ne permettent guère de transformer en fils creux poreux. Les séparateurs munis de ces fils creux peuvent être régénérées, c'est-à-dire qu'ils peuvent être, à plusieurs reprises, nettoyés et placés en autoclave sans que le diamètre des pores et le rendement de filtration s'en trouvent modifiés d'une manière perceptible. Tous les procédés de stérilisation connus pour les matériels médicaux sont utilisables. En raison de leur faible épaisseur de paroi, les fils creux ont un bon rendement de filtration. Du fait que les fils creux sont encore non poreux pendant l'opération d'enrobage dans l'enveloppe du séparateur, toute pénétration de la masse d'enrobage liquide dans les fils creux est impossible. D'autre part, le rinçage assure l'expulsion de particules qui, lors de ;1#a -réalisation des faisceaux de fils creux,lorsqu'on les coupe grossièrement et finement, auraient pu pénétrer dans les fils creux. De ce fait, on est assuré que le passage s'effectue librement dans tous les fils creux du faisceau. La membrane de fils creux fonctionne comme filtre purement superficiel, de sorte qu'il ne s'y produit guère de ddpôts susceptibles de réduire la densité de courant de filtrat ou qu'ils peuvent être éliminés par rinçage. Le dernier rinçage peut être utilisé en même temps pour une détermination de caractéristique permettant un contrôle de qualité. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication dgun séparateur à fils creux poreux, notamment pour- la plasmaphorèse, caractérisé en ce que des fils creux non poreux sont bombardés par des particules chargées dont le rayon d'action est plus grand que l'dpaisseurxde paroi des fils creux, en ce que les fils creux bombardés, mais encore non poreux, sont réunis en un faisceau de fils creux, suivant un procédé connu, enrobés dans une masse d'enrobage et introduits dans l'enveloppe du séparateur et en ce qu'ensuite, dans le séparateur, les traces des particules laissées dans la paroi des fils creux sont transformées en pores par une attaque chimique. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que seule la paroi extérieure des fils creux est soumise à l'attaque chimique. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que- les fils creux sont,pendant l'attaque chimique, remplis par une solution inerte d'électro- lyte. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pendant l'attaque chimique, la résistance élec- trique des fils creux est mesurée et que le moment de la perforation des pores est mis en évidence par la variation de cette résistance. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la durée de l'attaque chimique détermine la grandeur du diamètre des pores.