Brevet FR2587977A1 — publié le 19870403

La présente invention se rapporte d'une manière générale à des dispositifs et articles pour l'usage médical contenus dans des embaLages perfectionnés qui, d'une part, évitent l'apparition d'odeurs caractéristiques d'une stérilisation aux rayons gamma à l'ouverture de L'emballage et d'autre part une oxydation des matière plastiques dont les dispositifs et articles pour l'usage médical sont souvent constitués. Au cours de ces dernière années, la stérilisation par les rayons gamma est devenue d'une pratique courante pour la sté- rilisation des dispositifs et articles pour l'usage médical, en particulier des articles et dispositifs à jeter après usage. Pour conserver la stérilité jusqu'au moment de l'utilisation, ces dispositifs et articles pour l'usage médical sont en général ren- fermés dans un sac sterile puis stérilisés, emballés dans le sac, sous l'action de rayons gamma. Toutefois, les rayons gamma ou les autres radiations utilisés excitent l'oxygène contenu dans le sac avec formation d'ozone, un allotrope de l'oxygène, d'o l'odeur caractéristique appelée odeur "gamma" qu'on considère comme associée à l'ozone. Cette odeur se dégage lorsqu'on ouvre le sac stérile pour en tirer l'article ou dispositif et peut gêner l'utilisateur. D'autre part, la plupart des dispositifs et articles pour l'usage médical sont constitués de matières plastiques ou autres dont la résistance mécanique peut diminuer par oxydation au cours du temps. En particulier, dans le cas d'une stérilisation à sec sous l'action de radiations en atmosphère gazeuse, alors que la surface de la matière plastique est exposée à l'air, la présence d'oxygène excité par les radiations conduit à une oxydation accélérée de la matière plastique dans le temps et à température élevée, d'o une diminution de la résistance mécanique. La demanderesse a procédé à des études approfondies en vue de remédier aux inconvénients décrits ci-dessus qui résultent tous de la présence d'oxygène. La demanderesse a donc cherché des moyens permettant d'éliminer l'oxygène. A la suite de ces recherches, la demanderesse a mis au point des dispositifs et articles pour l'usage médical stérilisés à sec sous l'action de radiations, qui ne donnent pas Lieu à un dégagement d'odeur à L'ouverture de L'embaLLage ni à une diminu- tion de La résistance mécanique des parties en matière plastique. D'autres buts et avantages de L'invention apparaîtront plus cLairement à La Lecture de La decription détaiLlée ci-après donnée en référence à la figure unique du dessin annexé qui repré- sente schématiquement un dispositif pour L'usage médicaL embaLLé conformément à L'invention. Le dispositif ou article pour l'usage médical emballé conformément à L'invention comprend le dispositif ou article médical lui-même; un sac stérile perméabLe aux gaz renfermant Le dispositif ou article pour L'usage médicaL; un emballage constitué d'une matière imperméable à l'oxygène et dans LequeL Le sac contenant le dispositif ou article pour l'usage médical, préalabLement soumis à stérilisation sous l'action de radiations, est renfermé hermétiquement; et un agent désoxydant contenu dans L'emballage avec Le sac contenant Le dispositif ou article pour L'usage médical. Conformément à L'invention, la stérilisation sous l'action de radiations est de préférence une stérilisation sous L'action de rayons gamma et l'agent désoxydant est de préférence à base d'oxyde de fer activé. Parmi Les dispositifs et articles pour l'usage médical auxquels on peur appliquer avantageusement l'invention, on-citera un dispositif à fibres creuses pour Le traitement du sang, en particuLier un dispositif pour Le traite- ment du sang exploitant une membrane à fibres creuses en acétate de cellulose, qu'on considère en généraL comme inapte à une stérilisation à sec sous L'action de radiations. La matière imper- méable à l'oxygène consiste de préférence en une feuille stratifiée polyester-aluminium-polyéthyLène. Conformément à L'invention, un dispositif ou article pour l'usage médical, renfermé hermétiquement dans un sac stériLe, est soumis à stérilisation sous l'action de radiations puis ren- fermé hermétiquement dans un emballage d'une matière imperméable à l'oxygène, avec un agent désoxydant. Par suite, il n'y a pas d'infiltration d'oxygène provenant de l'extérieur et l'oxygène renfermé dans l'emballage à l'opération d'emballage est absorbé par l'agent désoxydant placé dans cet emballage. Par suite, L'intérieur de l'emballage peut être maintenu en l'absence d'oxy- gène, de sorte qu'il n'y a pas d'émanation d'odeurs ni de dimi- nution de la résistance mécanique du dispositif ou article pour l'usage médical. D'autre part, comme le sac stérile est perméable aux gaz, l'oxygène et l'ozone présents dans ce sac et l'oxygène qui se libère peu à peu du dispositif ou article pour l'usage médical sont absorbés instantanément. Par contre, comme l'emballage est constitué d'une matière imperméable à l'oxygène, la pénétration d'oxygène à partir de l'extérieur est pratiquement exclue et par conséquent, on peut maintenir pendant de longues durées l'intérieur de l'emballage à l'abri de l'oxygène. On décrira maintenant en détail un mode de réalisation préféré de l'invention en référence à la figure unique du dessin annexé qui représente schématiquement, comme on l'a déjà signalé, un dispositif ou article pour l'usage médical emballé conformé- ment à l'invention. En référence à cette figure, le dispositif pour l'usage médical 1, par exemple un dispositif à fibres creuses pour le traitement du sang, est renfermé hermétiquement dans un sac stérile 2 et à nouveau renfermé hermétiquement, avec un agent désoxydant 3, dans un emballage 4. En d'autres termes, le dispositif ou article pour l'usage médical I est d'abord renfermé dans le sac stérile 2 puis, après stérilisation sous l'action de rayons gamma, il est renfermé hermétiquement dans l'emballage 4, avec l'agent désoxy- dant 3. Le sac stérile 2 est perméable aux gaz; par contre l'emballage 4 consiste en une matière imperméable à l'oxygène. La raison pour laquelle on utilise un sac perméable aux gaz en tant que sac stérile réside en ce que, si ce sac était imperméable aux gaz, et même en introduisant le dispositif ou article pour l'usage médical à l'abri de l'oxygène dans ce sac, l'oxygène présent dans le dispositif ou article lui-même se libérerait peu à peu et se rassemblerait dans le sac stérile d'o une diminution de la résistance mécanique accélérée du dispositif ou article pour l'usage médical à température élevée. Conformément à l'invention, l'expression "sac stérile" désigne un sac qu'on soumet à un traitement de stérilisation alors qu'il contient déjà le dispositif ou article pour l'usage médical, et au travers des parois duquel les bactéries ne peuvent pas passer. Le sac stérile peut être perméable aux gaz sur toute sa surface ou sur une partie de sa surface. Parmi les exemples de sacs stériles utilisables, on citera les suivants: (1) un sac dont les deux faces sont cons- tituées d'une pellicule stratifiée de polyester-polyéthylène avec une ou plusieurs parties perméables aux gaz, dans laquelle on a pratiqué une ou plusieurs ouvertures telles que des fentes, ces ouvertures étant recouvertes d'une étoffe non tissée de polyéthyLène ou d'un papier exempt de bois; (2) un sac dont une face est cons- tituée de papier exempt de bois ou d'une étoffe non tissée de polyéthylène et l'autre face consiste en une pellicule stratifiée polyester-polyethylene; (3) un sac dont les deux faces sont cons- tituées de papier exempt de bois ou d'une étoffe non tissée de polyéthylène. La raison pour laquelle on utilise un emballage extérieur constitué d'une matière imperméable à l'oxygène réside en ce que l'on veut éviter une infiltration de l'oxygène à partir de l'exté- rieur et par conséquent assurer une longue durée de service de l'agent désoxydant. Parmi les matières d'emballage utilisées dans l'invention, on citera une feuille stratifiée consistant en une pellicule extérieure de polyester, une feuille intermédiaire d'aluminium (ou une couche d'aluminium déposée) et une pellicule intérieure de polyéthyLène, une feuille stratifiée consistant en une pellicule extérieur de polyester, une pellicule intermédiaire de polyéthylène, une feuille intermédiaire d'aluminium (ou une couche d'aluminium déposée) et une pellicule intérieure de poly- éthylene, une feuille stratifiée consistant en une pellicule extérieure de polypropylene à orientation biaxiale, une pellicule intermédiaire d'un copolymère éthylène-alcool vinylique et une pellicule intérieure de polyethyLène, une feuille stratifiée consistant en une pellicule extérieure de vinylon portant un revêtement de chlorure de polyvinylidène sur ses deux faces, et une pellicule intérieur de polyéthylène, une feuille stratifiée consistant en une pellicule extérieure d'alcool polyvinylique à orientation biaxiate et une pellicule intérieure de polyéthylene,- une feuille stratifiée consistant en une pellicule extérieure de polypropylène orientée, revêtue de chlorure de polyvinylidène, et une pellicule intérieure de polyéthylène, une feuille stratifiée consistant en une pellicule extérieure de polyester revêtu de chlorure de polyvinylidène et une pellicule intérieure de poly- éthylène, une feuille stratifiée consistant en une pellicule extérieure de Nylon orientée et revêtue de chlorure de polyvinyli- dène et une pellicule intérieure de polyéthylène, une feuille stratifiée consistant en une pellicule extérieure de Cellophane revêtue de chlorure de polyvinylidène et une pellicule intérieure de polyéthylène, et une feuille stratifiée consistant en une pellicule extérieure stratifiée de polystyrène à haute résistance aux chocs - chlorure de polyvinylidène polyéthylène et une pellicule intérieure de polypropylene non orientée. Pour des raisons de prix et d'efficacité, les matières imperméables à l'oxygène les plus appréciées consistent en une feuille stratifiée comprenant une pellicule extérieure de polyester, une feuille intermédiaire d'aluminium (ou une couche d'aluminium déposée) et une pellicule intérieure de polyéthylène, et une feuille stratifiée comprenant une pellicule extérieure de polyester, une pellicule intermédiaire de polyéthylène, une feuille intermédiaire d'aluminium (ou une couche d'aluminium déposée) et une pellicule intérieure de polyéthylène. Le procédé de stérilisation utilisé peut consister en un procédé quelconque de stérilisation par les radiations, y compris la stérilisation aux rayons gamma et la stérilisation par faisceaux d'éLéctrons. Toutefois, l'invention est plus efficace dans le cas d'une stérilisation par des rayons gamma qui ont une plus grande influence sur la résistance mécanique du dispositif ou article pour i'usage médical car les effets de l'invention, qui consistent à renfermer un dispositif ou article pour l'usage médical dans un emballage imperméable à l'oxygène avec un agent désoxydant sont plus spécialement manifestes lorsqu'on doit résoudre le problème de la diminution de résistance mécanique du dispositif ou article sous l'action de l'oxygène excité par les radiations. La dose absorbée à la stérilisation sous l'action de radiations depend de la nature du dispositif ou article pour l'usage médical et des radiations. Dans le cas o on stérilise sous l'action de rayons gamma un dispositif à fibres creuses pour le traitement du sang, on opère habituellement à une dose absorbée de 1,8 à 2,5 Mrad. Du fait que l'agent désoxydant est renfermé avec le dispositif ou article pour l'usage médical lui-même contenu dans un sac stérile perméable aux gaz, il doit être non toxique. D'autre part, l'agent désoxydant, de préférence, ne devra pas libérer de gaz (hydrogène, anhydride carbonique ou analogue) à l'absorption d'oxygène. Par conséquent, l'agent désoxydant sera de préférence à base d'un métal ou composé métallique actif dont la vitesse de réaction est contrôlée par un catalyseur. Le métal ou composé métallique actif peut consister par exemple en fer, zinc, cuivre ou étain ou oxydes de ces métaux mais parmi les agents désoxydants existant dans le commerce, Les plus avan- tageux sont ceux qui sont à base d'oxyde de fer activé. Parmi les agents désoxydants de ce type existant dans le commerce, on citera le produit de marque Ageless de la firme Mitsubishi Gas Company, Inc. L'agent désoxydant est contenu dans un sac ou récipient perméable aux gaz. Conformément à l'invention, il est essentiel que le sac contenant le dispositif ou article pour l'usage médical soit d'abord stérilisé puis renfermé hermétiquement, avec un agent désoxydant, dans un emballage imperméable à l'oxygène. En d'autres termes, il faut éviter de renfermer le dispositif ou article pour l'usage médical avec un agent désoxydant dans un sac imperméable aux gaz puis de soumettre à stérilisation sous l'action de radia- tions alors que l'agent désoxydant est déjà présent dans le sac. La raison en est que lorsqu'on soumet le sac contenant le dispo- sitif ou article pour L'usage médical à stérilisation sous l'action de radiations alors que l'agent désoxydant est présent dans le sac, la valeur D (qui désigne la dose absorbée pour laquelle le nombre des bactéries est ramené au dixième de ce qu'il était avant l'irradiation) est accrue. Cette tendance est particulièrement marquée dans le cas d'un dispositif à usage médical contenant des fibres creuses. d'acétate de cellulose, comme on le verra dans l'exemple 4 ci-après. Cette tendance s'observe également dans le cas d'un dispositif pour l'usage médical contenant des fibres creuses de caoutchouc de silicone. On pourrait envisager, afin d'éliminer l'odeur dégagée à l'intérieur du sac stérile, de renfermer avec le dispositif ou article pour l'usage médical du charbon actif qui servirait de désodorisant; cependant, le charbon actif occupe plus de dix fois le volume d'un agent désoxydant courant, son efficacité de désodorisation est mauvaise à température élevée, et il n'empêche pas la diminution de résistance mécanique dans le temps; par conséquent, l'utilisation de charbon actif ne convient pas pour les buts de l'invention. Pour ce qui concerne le dispositif ou article médical à emballer conformément à l'invention pour le-protéger contre une diminution de résistance mécanique en le renfermant dans un sac stérile perméable aux gaz puis en le stérilisant dans ce sac sous l'action de radiations et en l'emballant finalement dans un emballage imperméable à l'oxygène avec un agent désoxydant, ce dispositif ou article pour l'usage médical, soumis à stérilisa- tion sous l'action de radiations, peut consister en principe en une matière plastique quelconque. Ainsi, par exemple, l'invention est naturellement efficace pour un dispositif ou article pour l'usage médical dont la diminution de résistance mécanique reste- rait dans des limites tolérables même en l'absence de toute intervention particulière visant à empêcher cette diminution de résistance mécanique. Toutefois, du point de vue du coût et de l'efficacité, l'invention est de préférence appliquée à des dispositifs à fibres creuses pour le traitement du sang, en parti- culier à des dispositifs pour le traitement du sang exploitant des membranes à fibres creuses en acétate de cellulose. Comme exemple typique de dispositif à fibres creuses pour le traitement du sang, on citera le dialyseur du rein articiel. L'invention peut également être appliquée avantageusement à un poumon articiel exploitant des membranes à fibres creuses de caoutchouc de sili- cone et à des cathéters en caoutchouc de silicone. Les exemples qui suivent illustrent l'invention sans toutefois en limiter la portée. Dans ces exemples, les indications de parties et de pourcentages s'entendent en poids sauf mention contraire. Exemple 1 On place un dialyseur contenant un faisceau de 8800 fibres creuses d'acétate de cellulose chacune à une longueur efficace de cm, un diamètre extérieur de 230 pm et un diamètre intérieur de 200 pm dans un sac stérile perméable aux gaz dont les deux faces sont constituées d'une pellicule stratifiée polyester- polyéthylène, avec une fente sur chaque face, la fente étant récou- verte d'une étoffe non tissée de polyéthylène, et on soude le sac. Le sac contenant le dialyseur est stérilisé par exposition à des rayons gamma à une dose de 2,5 Mrad. On introduit le sac stérilisé, avec 10 g de l'agent désoxydant du commerce mentionné ci-dessus Ageless dans un emballage ayant la forme d'un sac constitué d'une feuille stratifiée consistant en une pellicule de polyester d'épaisseur 12 pm, une feuille d'aluminium d'épaisseur 9 pm et une pellicule de polyéthylène d'épaisseur 40 pm, stratifiée dans cet ordre, et on soude l'emballage à la chaleur. On apprécie l'effet de désodorisation à des intervalles appropriés. Les résultats obtenus sont rapportés dans le tableau I ci-après. Les symboles utilisés dans ce tableau ont les significa- tions suivantes: 0: pas d'odeur décelable X: odeur apparente Exemple 2 On répète l'opération de l'exemple 1 mais l'emballage extérieur consiste en une feuille stratifiée formée d'une pellicule de polyester d'épaisseur 12 pm,une pellicule de polyéthylène d'épaisseur 15 pm, une feuille d'aluminium d'épaisseur 9 pm et une pellicule de polyéthylène d'épaisseur 40 pm, stratifiées dans cet ordre. Les résultats obtenus sont rapportés dans le tableau I. ExemDles comparatifs 1 et 2 On répète l'opération de l'exemple 1 mais on remplace l'agent désoxydant Ageless par 50 g de charbon actif (exemple comparatif 1) ou on supprime à la fois l'agent désoxydant Ageless et le charbon actif (exemple comparatif 2). Les résultats obtenus sont également rapportés dans le tableau I. Tableau I Conditions de conservation Témoin Irradiation (2,5 Mrad) (non irradié) Température Durée Exemple Exemple Exemple comparatif Exemple comparatif ( C) 1 2 1 2 1 semaine 0 0 0 O X 2semaines 0 0 0 O X 4 semaines O O O X X 1 semaine 0 0 0 0 X 2 semaines O O O X X 4 semaines 0 O O X X 1 semaine O O 0 X X 2semaines O O O X X 4 semaines O O O X X o0 o Les résultats rapportés dans le tableau I montrent que l'utilisation d'un agent désoxydant conduit à un effet de désodorisation notable. Exemple 3 On stérilise et on emballe un dispositif à fibres creuses identique à celui de l'exemple 1, en opérant également comme dans cet exemple. On suit la variation de résistance mécanique des fibres creuses dans le cours du temps. Les résultats obtenus sont rapportés dans le tableau II ci-après. Dans ce tableau, les valeurs de résistance mécanique sont données en valeur moyenne écart type pour dix fibres creuses. Exemple comparatif 3 On répète l'opération de l'exemple 3 mais on supprime l'agent désoxydant. Les résultats obtenus sont rapportés dans le tableau II ci-après. Tableau II Conditions de Témoin Irradiation (2,5 Mrad) conservation (non irradié) Exemple 3 Exemple comparatif 3 Tempé- Durée Résistance à Allongement à Résistance à Allongement à Résistance à Allongement à rature la rupture, la rupture, la rupture, la rupture, la rupture, la rupture, (OC) g/fibre % g/fibre % g/fibre % 1 semaine 76 + 13 80 + 11 76 + 10 82 + 13 75 + 6 81 + 12 2 semaines 78 + 10 81 + 10 77 + 8 79 + 8 61 + 8 73 + 10 4semaines 77 + 11 79 + 12 77 + 10 80 + 10 55 + 7 72 + 14 1 semaine 78 + 12 80 + 10 77 + 8 80 + 12 70 + 5 75 + 8 2 semaines 77 + 11 79 + 13 78 + 6 81 + 10 58+ 7 72 + 13 4semaines 79 + 10 79 + 7 76 + 10 79 + 12 49 + 8 70 + 10 I semaine 78 + 12 80 + 10 76 + 12 79 + 9 58 + 7 73 + 8 2semaines 76 + 10 80 + 6 76 + 8 80 + 12 42 + 5 67 + 10 4 semaines 77 + 15 79 + 11 75 + 10 79 + 8 31 + 6 50 + 12 ru Ln Co -,d Les résultats rapportés dans Le tableau II montrent que l'utilisation d'un agent désoxydant contribue dans une mesure remarquable à-empêcher la diminution de résistance mécanique due au vieillissement des fibres creuses. Exemple 4 On place un dialyseur identique à celui de l'exemple 1 dans un sac stérile identique à celui de l'exemple 1 et on expose aux rayons gamma. On détermine la valeur D à l'égard de Bacillus pumilus ATCC 27142. Les résultats obtenus sont rapportés dans le tableau III ci-après. On répète la même opération avec un dialyseur à fibres creuses de polypropylène et avec un poumon artificiel à fibres creuses de caoutchouc de silicone. Les résultats obtenus sont éga- lement rapportés dans le tableau III. Exemple comparatif 4 On répète l'opération de l'exemple 4 mais chacun des dispositifs à usage médical est placé avec l'agent désoxydant Ageless dans un emballage imperméable à l'oxygène identique à celui utilisé dans l'exemple 1 puis soumis à irradiation à des rayons gamma. Les résultats obtenus sont rapportés dans le tableau III. Tableau III Valeur D (Mrad) Fibres creuses en Exemple 4 Exemple comparatif 4 Acetate de cellulose 0,213 0,405 Polypropylène 0,197 0,210 Caoutchouc de silicone 0,167 0,258 Les résultats rapportés dans le tableau 3 montrent que l'exposition aux rayons gamma en présence d'un agent désoxy- dant conduit à une forte augmentation de la valeur D, en particulier dans le cas des fibres creuses d'acétate de cellulose. Par consé- quent, il est recommandé d'exposer aux rayons gamma en l'absence de l'agent désoxydant. Les dispositifs et composants utilisés dans les exemples peuvent naturellement être remplacés par d'autres dispositifs et J1 composants tels que mentionnés dans la description, avec pratiquement les mêmes résultats. IL résulte clairement de ce qui précède que dans le dispositif ou article pour l'usage médical selon l'invention, contenu dans un sac stérile perméable aux gaz lui-même renfermé avec un agent désoxydant dans un emballage extérieur imperméable à l'oxygène, l'oxygène extérieur ne peut pas traverser l'emballage extérieur, et l'oxygène provenant de l'intérieur du sac stérile ou même se dégageant peu à peu du dispositif ou article pour l'usage médical, est absorbé par l'agent désoxydant. Du fait que l'emballage extérieur est constitué d'une matière imperméable à l'oxygène, l'agent désoxydantpeut conserver son efficacité pendant des durées prolongées. REVENDICATIONS 1. Dispositif ou article pour l'usage médical dans son emballage, caractérisé en ce qu'il comprend: un dispositif ou article pour l'usage médical; un sac stérile perméable aux gaz contenant le dispositif ou article pour l'usage médical; un emballage extérieur constitué d'une matière imperméable à l'oxygène renfermant hermétiquement le sac contenant le dispositif ou article pour l'usage médical, soumis au préalable à stérilisation sous l'action de radiations; et un agent désoxydant contenu dans l'embal- lage extérieur, avec le sac contenant le dispositif ou article pour l'usage médical. 2. Dispositif ou article pour l'usage médical dans son emballage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la stéri- lisation sous l'action de radiations est une stérilisation à sec sous l'action de radiations dans une atmosphère gazeuse. 3. Dispositif ou article pour l'usage médical dans son emballage selon la revendication 2, caractérisé en ce que la stéri- lisation à sec sous l'action de radiations est une stérilisation par les rayons gamma. 4. Dispositif ou article pour l'usage médical dans son emballage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'agent désoxydant est à base d'oxyde de fer activé. 5. Dispositif ou article pour l'usage médical dans son emballage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispo- sitif pour l'usage médical est un dispositif à fibres creuses pour le traitement du sang. 6. Dispositif ou article pour l'usage médical dans son emballage selon la revendication 5, caractérisé en ce que le dispo- sitif à fibres creuses pour le traitement du sang est un dialyseur exploitant une membrane à fibres creuses en acétate de cellulose. 7. Dispositif ou article pour l'usage médical dans son emballage selon la revendication 5, caractérisé en ce que le dispo- sitif à fibres creuses pour le traitement du sang est un poumon artificiel exploitant une membrane à fibres creuses de caoutchouc de silicone. 8. Dispositif ou article pour L'usage médical dans son emballage seLon la revendication 1, caractérisé en ce que L'embaL- lage extérieur imperméable à L'oxygène consiste en une feuiLLe stratifiée polyester-aluminium-poLyéthyLène. 9. Dispositif ou article pour l'usage médicaL dans son embaLlage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'embaL- Lage extérieur imperméable à l'oxygène consiste en une feuille stratifiée polyester-polyéthyLène-aluminium-polyéthyLène.