Brevet FR2565160A1 — publié le 19851206

La présente invention concerne des lentilles de contact souples réalisées à partir de polymères naturels tels que des protéines ou des produits en dérivant comme les gélatines. Les lentilles de contact souples sont réalisées couram- ment en matière synthétique par exemple en hydrogels à base de polyméthacrylate d'hydroxyéthyl et/ou de polyvinylpyrrolidone. Il a été proposé de réaliser des lentilles de contact à partir de polymère d'origine naturelle comme le collagène, protéine constituant la substance intercellulaire du tissu conjonctif, ou ses dérivés comme la gélatine obtenus par hy- drolyse du collagène. Ces matériaux sont recherchés du fait de leur bio compa- tibilité. Pour être utilisables ces matériaux doivent être réticu- lés afin de créer ainsi un réseau polymérique insoluble notam- ment dans l'eau. Il faut donc dans un premier temps les mettre en solution afin de pouvoir leur conférer la forme de lentil- les par coulée dans des moules aux caractéristiques géométri- ques bien définies, puis ensuite induire une réticulation ir- réversible dans les conditions normales d'utilisation. Les collagènes de très haut poids moléculaire sont diffi- cilement solubles et de ce fait leur utilisation n'a jusqu'à présent pas conduit à des produits ayant des propriétés méca- niques suffisantes. Les solutions de gélatine, par contre, peuvent renfermer jusqu'à 30 % de polymère et présentent la propriété bien con- nue de se gélifier par simple refroidissement. Il s'agit d'une gélification physique. Dans la demande de brevet français N 77 38695 du 21 Décembre 1977 une solution acide de collagè- ne placée dans un moule est réticulée par irradiation. Dans le brevet européen N O 011523 déposé le 14 Juillet 1982 un hydrogel naturel, non cristallin, d'origine animale ou végétale, est mis en solution en milieu acide. Il s'agit le plus souvent de gélatine. Un agent de réticulation est ajouté avant l'introduction du mélange ainsi constitué dans la concavité d'un moule. Une opération de séchage à une température inférieure à C est effectuée jusqu'à ce que la teneur en humidité soit abaissée à une valeur de 10 %. La lentille est ensuite réhy- dratée afin de reprendre sa configuration. Dans ce procédé la réticulation de la lentille s'effectue en même temps que l'opération de séchage de sorte qu'il n'est pas possible de maîtriser de manière industriellement satis- faisante la reproductibilité d'un tel procédé. Dans le brevet U.S.A. NO 4.416.814 il est proposé une gé- lification physique à basse température d'une solution de géla- tine ne contenant pas d'agent de réticulation chimique mais éventuellement des agents favorisant cette gélification physi- que. Après ouverture du moule la lentille doit rester sur une des deux parties de moule, la partie convexe par exemple. Elle est alors placée dans une enceinte hermétique contenant une solution réticulante. Tout contact entre cette solution et la lentille est soigneusement évité de sorte que seule la phase vapeur intervient dans le processus de réticulation qui est de ce fait extrêmement long. Le contrôle de l'hydrophilie de la lentille lors de son traitement n'est possible que par la constance rigoureuse de la tension de vapeur d'eau. Il y a donc risque de modification dimensionnelle de la lentielle d'autant plus que la lentille adhérant impérativement à l'un des deux moules, les échanges de matière volatile se font né- cessairement de manière différente sur les deux faces. L'objet de la présente invention est un procédé propre à réaliser une lentille de contact souple en polymère protéique naturel échappant aux inconvénients décrits ci-dessus. Cette invention a encore pour objet une lentille de contact souple en polymère protéique naturel obtenue en application de ce procédé. Le procédé suivant l'invention est du genre suivant le- quel, partant d'une solution, dite ci-après par simple commo- dité solution de base, comportant un polymère protéique natu- rel, non cristallin, animal ou végétal, ou un mélange de tels polymères, on assure d'abord, dans un moule propre à lui con- férer la configuration recherchée une gélification de ladite 3 256516 0 solution de base, et on assure ensuite, après ouverture dudit moule, la réticulation de la lentille ainsi préalablement gé- lifiée, et est d'une manière générale caractérisé en ce que, préalablement à la réticulation de la lentille précédemment gélifiée, on assure un démoulage complet de cette lentille, et en ce que, pour sa réticulation, on procède en milieu solvant, par immersion de ladite lentille dans un liquide porteur d'un agent de réticulation. Autrement dit, le procédé suivant l'invention est carac- térisé par la succession des trois phases suivantes: 1. une solution de polymère protéique naturel renfermant éventuellement des agents favorisant la gélification physique est placée dans un moule en deux parties, concave et convexe, propre à lui conférer la configuration géométrique recherchée et subit une gélification physique sous l'effet d'un abaisse- ment de la température. 2. la lentille est ensuite retirée totalement de son mou- le. A ce stade la lentille immergée dans l'eau se redissou- drait rapidement faute de formation d'un réseau réticulée 3. La lentille est placée dans un mélange de solvants choisis pour éviter la dislocation du gel physique obtenu lors des deux premières phases. A ce mélange de solvants sont ajou- tés un ou plusieurs agents de réticulation entraînant la for- mation d'un réseau réticulé insoluble dans l'eau. Cette réticulation doit être suffisamment poussée pour éviter que des fractions de gélatine non réticulées, donc so- lubles, subsistent dans le réseau polymère que constitue la lentille, entraînant ainsi une mauvaise stabilité dimension- nelle de celle-ci. Phases 1 et 2. Pour effectuer les deux premières phases du procédé, une solution aqueuse de gélatine dont la concentration peut varier de 20 à 40 % est préparée, avec adjonction éventuelle de sels métalliques comme l'alun de fer ammoniacal à raison de 0,1 à 5 % par rapport à la quantité de gélatine. Cette solution de base est chauffée à une température comprise entre 60 et 90OC afin d'en abaisser la viscosité pour permettre un remplissage du moule en deux parties tel que représenté sur la figure uni- que du dessin annexé. Un tel moule est décrit dans le brevet français N 2.416.104 déposé le 7 Février 1978. La dose de solution de base nécessaire est placée dans la partie concave 12A du moule à l'aide d'un distributeur à micro- pipette, le moule étant lui-même préchauffé à la même tempéra- ture que celle de la solution de base. La partie convexe du moule 12B est alors placée sur la partie concaves l'ensemble étant fermé sous pression afin d'assurer la réalisation d'un bon bord de la lentille 10. L'ensemble ainsi constitué après refroidissement jusqu'à la température ambiante d'environ 20 C est ensuite placé dans un réfrigérateur à 40C durant une période de 30' à 4 h. Après ouverture des moules la lentille 10 est retirée de la partie du moule (en général la convexe) sur laquelle elle adhère, à l'aide d'un outil non coupant afin de respecter la qualité du bord obtenu. La lentille 10 peut alors subir la pha- se de réticulation en milieu solvant. Phase 3. Un gel de gélatine placé dans l'eau commence par augmen- ter de volume pour finir par se dissoudre lentement; s'il est placé dans l'acétone ou l'alcool éthylique on assiste à une déshydratation entrainant une diminution du volume. Par un choix judicieux d'un mélange de ces deux types de solvants, par exemple eau/éthanol, on arrive à "stabiliser" les dimen- sions du gel. C'est un mélange de ce type qui est choisi pour effectuer la phase de réticulation du gel. Cette réticulation est ainsi disjointe de la gélifica- tion physique réalisée au cours des phases 1 et 2. Elle est donc effectuée en milieu solvant à l'aide des agents de réti- culation suivants: Aldéhyde formique en solution aqueuse à 37 %; Aldéhyde formique en solution méthanolique à 55 %: Aldéhyde glutarique glyoxal Epichlorhydrine Dichloropropanol Dichlorométhyl éthers 256516 0 Dipoxy butane Acide trichloro isocyanurique Hexaméthylène diisocyanate Ethylène-bis méthacrylamide Tétrachloropyrimidine Diméthylolurée Ethylène bis méthacrylamide Diméthylolacrylamide et d'une manière générale tous composés connus pour établir des liaisons covalentes avec les groupements fonctionnels con- tenus dans des protéines. Comme solvant on peut citer à titre d'exemple des mélan- ges obtenus à partir des produits suivants: eau dioxanne tétrahydrofuranne méthyl pyrrolidone diméthylsulfoxide éthanol méthanol alcool isopropylique etc.. Dans la pratique on utilise un mélange soigneusement ajusté d'un bon solvant de la gélatine avec un non solvant comme l'éthanol. Le pourcentage maximum admissible de composé non solvant est déterminé par le fait qu'au-delà de cette proportion il y a précipitation de la gélatine avec sépara- tion de phase et apparition d'un aspect opalescent important préjudiciable aux bonnes propriétés optiques requises. Pour les mélanges éthanol/eau souvent utilisés dans les exemple décrits le rapport éthanol/eau est compris entre 1 et 4. Lors de l'utilisation d'aldéhydes dans les solutions de réticulation, le pH de celles-ci est ajusté en milieu basique à des valeurs comprises entre 10 et 13 afin d'accélérer la vitesse de la réaction de réticulation. Plusieurs méthodes peuvent être envisagées pour mettre en oeuvre la 3ème phase du procédé faisant l'objet de l'in- vention. On peut ainsi recourir à une réticulation en milieu sol- vant en une ou deux étapes suivies éventuellement dans cer- tains cas d'une étape de décoloration des lentilles à l'aide d'un système oxydant comme par exemple l'eau oxygénée. Dans l'exemple 1 la réticulation est effectuée en une étape à l'aide de formaldéhyde. La réticulation même au bout d'un temps long est insuffisante et les lentilles obtenues présentent une mauvaise stabilité dimensionnelle. Pour remédier à cet état de fait une réticulation en deux étapes a été essayée, ce qui permet d'augmenter de manière substantielle la quantité d'agent réticulant dans la 2ème éta- pe: le formol en solution aqueuse ou méthanolique, la gluta- raldéhyde, exemples 2 à 4. Dans ce dernier exemple, les len- tilles obtenues sont fortement colorées en jaune. Il a été trouvé que dans certaines conditions un traitement à l'eau oxygénée pouvait pallier à cet inconvénient sans pour autant entraîner de dégradation de la lentille, exemple 5. Les travaux portant sur notamment la préparation de val- ves cardiaques à partir de valves porcines montrent que la stabilité, liée à la réticulation, est nettement supérieure si celle-ci est effectuée à l'aide de glutaraldéhyde. Les exemples 6 et 7 illustrent un tel mode de réalisation avec décoloration à l'aide d'eau oxygénée. D'une manière surprenante, il a été trouvé qu'en adjoi- gnant à la solution de glutaraldéhyde du polyformaldéhyde (formaldéhyde polymérisée de bas poids moléculaire) il était possible d'obtenir des lentilles réticulées pratiquement in- colores éliminant ainsi l'opération de décoloration à l'aide d'eau oxygénée nécessaire lorsqu'on utilise la glutaraldéhy- de. Exemple 8. La lentille de contact en polymère naturel issue des phases 1 et 2 n'est pas réticulée et est de ce fait sensible aux déformations qu'elle peut éventuellement subir. En effet, lors de la réticulation intervenant dans la phase 3, si la lentille est déformée la réticulation aura pour conséquence de conserver la "mémoire" des déformations et la lentille finalement obtenue après les opérations d'échange de solvants et de lavage sera déformée. Il importe donc de ne pas induire de déformations aniso- tropes lors de la phase 3. Pour ce faire on peut, la lentille étant immergée dans la solution contenant l'agent réticulant, animer ce liquide soit en le faisant circuler en circuit fermé soit en animant le récipient le contenant d'un mouvement vibratoire. Les lentilles seront ainsi maintenues en suspension au sein du liquide et n'auront donc pas tendance à se poser sur une paroi ce qui entrainerait une déformation. Un autre dispositif pour obtenir des lentilles non défor- mées consiste à les disposer sur un conformateur poreux per- mettant à la solution réticulante d'exercer son action de manière symétrique à partir des deux faces des lentilles EXEMPLE 1: Solution de tannage pour un total de 100,05 parties. parties d'éthanol parties d'eau distillée parties d'une solution de formol à 37 % ap- portant la formaldéhyde nécessaire, 0,05 partie de soude concentrée à 400 g/l. La réticulation dans cette solution est limitée à 8 heu- res, car au-delà il se produit une hydrolyse de la lentille. La stabilité dimensionnelle de la lentille obtenus est insuffisante. EXEMPLE 2: Il est procédé en deux étapes. Dans un premier temps, la lentielle de contact à réticu- ler est inmergée pendant 1 heure dans une solution de tannage ayant la composition suivante, pour un total de 105,5 par- ties: parties d'éthanol parties d'eau distillée parties d'une solution de formol à 37 %' apportant la formaldéhyde nécessaire, 0,5 partie de soude à 400 g/l. Après lavage et séchage, elle est dans un deuxième temps immergée pendant 2 heures dans une autre solution de tannage ayant la composition suivante, pour un total de 100,5 par- ties. parties d'6thanol parties d'une solution de formol à 37 % 0,5 partie de soude à 400 g/1. La lentille obtenue est stable mais présente une forte coloration jaune. EXEMPLE 3: Il est proc6dé en deux 6tapes. La première étape est identique à celle de l'exemple 2. Après lavage et séchage, la lentille est dans un deuxiè- me temps immergée pendant 2 heures dans une solution de tanna- ge ayant la composition suivante, pour un total de 81,5 par- ties. parties d'éthanol -15 1 partie d'eau distillée 0,5 partie de soude à 400 g/1 et, a laquelle, il est additionné 4 g de polyformaldéhyde. Après rinçage, une lentille ainsi traitée est totalement transparente sans coloration jaunâtre et présente une bonne stabilité dimensionnelle. EXEMPLE 4: Il est procédé en deux étapes, avec d'abord, pendant 1 heure une solution de tannage ayant la composition suivante, pour un total de 100,1 parties: 70 parties d'éthanol - parties d'eau distillé6e parties d'une solution de formol à 37 bo 0,1 partie de soude à 400 g/l et avec ensuite, pendant 12 heures, une solution de tannage ayant la composition suivante, pour un total de 100,1 parties: parties d'alcool 6thylique absolu parties d'eau distillée parties de glutaraldéhyde 0,1 partie de soude à 400 g/lo La stabilité dimensionnelle obtenreest satisfaisante, et supérieure à celle des exemples 2 et 3, mais une décoloration est n6cessaire. EXEMPLE 5: Il est procédé en deux étapes identiques aux deux étapes de l'exemple 4. La lentille obtenue à la fin de la seconde étape 'est en- suite, après rinçage immergée dans une solution contenant de l'eau oxygénée. Une telle solution peut par exemple contenir 60 cm3 d'eau oxygénée et 140 cm3 d'une solution tampon à pH compris entre et 11, cette solution tampon étant par elle-même par exem- ple obtenue par un mélange de 2,5 g de pyrophosphate de so- dium dans 200 cm3 d'eau distillée. La lentille de contact 10 est laissée par exemple pendant 4 à 16 heures dans une telle solution de décoloration. Elle est ensuite rincée et plongée dans une solution con- tenant un catalyseur, tel que catalyseur enzymatique ou métal- lique au platine ou au chrome, propre à assurer la décomposi- tion de l'eau oxygénée. La lentille obtenue est transparente et présente une bonne stabilité dimensionnelle. EXEMPLE 6: Il est procédé en une seule étape, par immersion pendant heures dans une solution de tannage ayant la composition suivante, pour un total de 102, 05 parties: parties d'éthanol 30 parties d'eau distillée 2 parties de glutaraldéhyde 0,05 partie de soude concentrée à 400 g/l. Une lentille de contact ainsi traitée présente une très bonne stabilité dimensionnelle. Pour illustrer cet avantage, il est possible d'indiquer ici, que, immergée un mois après sa fabrication dans un liqui- de de composition comparable à celle du film lacrymal, cette lentille de contact qui présentait initialement un diamètre de 13 mm n'a été l'objet que d'une déformation inférieure à 0,5 nun, ce qui est considéré comme largement acceptable par les milieux intéressés. En pratique, elle résiste, sans se déformer, à un passa- ge à l'eau bouillante. Mais sa coloration est jaunâtre. EXEMPLE 7: Il est procédé en une seule étape identique à celle de l'exemple 6. La lentille est ensuite décolorée suivant le processus décrit à l'exemple 5. EXEMPLE 8: Il est procédé en une seule étape, par immersion pendant ú 20 heures dans une solution de tannage qui a la composition suivante, pour un total de 101,05 parties: 55 parties d'éthanol parties d'eau distillée i partie de glutaraldéhyde 0,05 partie de soude à 400 g/l, et à laquelle il est additionné 2 g de polyformaldéhyde. Une lentille de contact ainsi traitée est totalement transparente sans coloration jaunâtre, et, comme la précéden- te, elle présente une très bonne stabilité dimensionnelle no- tamment à la chaleur. En pratique, elle résiste elle aussi, sans se déformer, à un passage à l'eau bouillante. Cet exemple constitue le meilleur mode de mise en oeuvre de l'invention. Bien entendu, les exemples donnés ci-dessus ne doivent en rien être considérés comme limitatifs de la présente inven- tion, celle-ci s'étendant au contraire aussi bien à toute variante de mise en oeuvre. En particulier, s'il apparait que la mise en oeuvre d'un milieu basique pour la réticulation est préférable, car, avec une réduction du temps nécessaire à cette réticulation, il conduit à une amélioration de la résistance à l'eau, et donc de la stabilité dimensionnelle et de la résistance mécanique des lentilles de contact traitées, des milieux acides peuvent également être envisagés. Il s'agit, dans l'un et l'autre cas, de catalyser la ré- ticulation. Enfin, le domaine d'application de l'invention n'est pas limité à celui de la seule mise en oeuvre de gélatine, mais, suivant les enseignements du brevet européen N 0 011523, il s'étend au contraire aussi bien à celui de la mise en oeuvre d'une quelconque autre protéine d'origine telle que par exem- ple la protéine comestible de soja, et, d'une manière plus générale, à celui de n'importe quel polymère protéique natu- rel non cristallin, éventuellement en mélange avec un ou plu- sieurs autres. REVENDICATIONS 1. Procédé pour la réalisation d'une lentille de con- tact souple en polymère(s) protéique(s) naturel(s), du genre suivant lequel, partant d'une solution, dite ci-après par simple commodité solution de base, comportant un polymère protéique naturel, non cristallin, animal ou végétal, ou un mélange de tels polymères, on assure d'abord, dans un moule propre à lui conférer la configuration recherchée une gélifi- cation de ladite solution de base, et on assure ensuite, après ouverture dudit moule, la réticulation de la lentille (10) ainsi préalablement gélifiée, caractérisé en ce que, préala- blement à la réticulation de la lentille (10) précédemment gélifiée, on assure un démoulage complet de cette lentille(10), et, pour sa réticulation, on procède en milieu solvant, par immersion de ladite lentille (10) dans un liquide porteur d'un agent de réticulation. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que, lors de son immersion dans un liquide porteur d'un agent de réticulation, la lentille (10) est maintenue en sus- pension dans celui-ci. 3. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que, pour immersion de la lentille (10) dans un liquide por- teur d'un agent de réticulation, on la place sur un conforma- teur poreux- 4. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on procède à la réticulation de la lentille (10) en milieu basique. 5. Lentille de contact souple, caractérisée en ce qu'elle est réalisée conformément à un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4.