Brevet FR2872493A1 — publié le 20060106

La présente invention concerne un matériau d'emballage de stérilisation pour les dispositifs médicaux devant être stérilisés, ainsi que l'emballage de stérilisation lui-même. On connaît déjà des emballages de stérilisation pour des dispositifs médicaux devant être stérilisés, notamment d'instruments ou de matériels réutilisables, comme par exemple les sondes, scalpels, pinces, ciseaux, aiguilles. Ces emballages se présentent alors sous la forme d'un sachet, d'une pochette, d'une gaine ou d'un blister ou encore sous forme d'emballage rigide. Les matériaux pour ces emballages sont des feuilles à base de fibres uniquement de cellulose (sans fibres synthétiques) qui sont fabriquées et commercialisées en Europe par la société ARJOWIGGINS sous les marques ETHYPEL et PROPYPEL ou ARJOPEEL TM. Ces feuilles ont une barrière bactérienne élevée mais ont une résistance mécanique qui peut s'avérer insuffisante même si elles ont été traitées en surface par agent renforçant comme l'amidon, le polyalcool de vinyle ou un latex acrylique, lorsque l'on souhaite emballer des objets lourds ou contondants. Ces emballages peuvent également se présenter sous forme de feuille pliable autour des objets ou dispositifs à stériliser, tels que du matériel chirurgical réutilisable comme par exemple un kit orthopédique. Ce sont des feuilles de papier souples ou de non-tissés qui permettent la stérilisation dudit matériel et assurent leur maintien à l'état stérile, jusqu'au moment de l'opération chirurgicale, pour laquelle on déplie la feuille, le dépliagge pouvant se faire soit dans un sas avant d'entrer dans la salle d'opération, soit uniquement en salle d'opération. Ces feuilles peuvent être des feuilles papetières renforcées par des fibres synthétiques en mélange avec les fibres de cellulose. Par exemple de telles feuilles comportant des fibres synthétiques de polyester sont vendues par la société ARJOWIGGINS sous la marque STERISHEET . A grammage équivalent, ces feuilles dites renforcées ont une résistance mécanique supérieure aux feuilles purement cellulosiques mais en revanche leur barrière bactérienne est un peu moins élevée. L'emballage rigide est constitué d'un récipient en général en plastique et thermoformé qui contiendra les dispositifs médicaux à stériliser puis qui sera 2872493 2 fermé par un opercule qui peut être une feuille de papier barrière aux micro-organismes et scellable. L'emballage souple ou semi-rigide sous forme d'un sachet, d'une pochette, d'une gaine ou d'un blister est un emballage constitué d'une partie qui peut être en matière synthétique et d'une feuille de papier ou de nontissé ayant une perméabilité spécifique, scellées entre elles sur un certain périmètre selon la forme voulue pour l'emballage, une ouverture plus ou moins grande étant laissée afin de pouvoir introduire les objets. Les objets à stériliser sont placés à l'intérieur de l'emballage puis on scelle complètement ledit emballage. La partie en matière synthétique peut être un film thermoplastique comme le polyéthylène ou le polypropylène. Ce film est en général imperméable aux gaz et à la vapeur d'eau et de plus transparent afin de voir le contenu de l'emballage. A la place du film plastique, on peut utiliser aussi une feuille semblable à la feuille de papier qui a une perméabilité spécifique ou une feuille de papier enduite d'un produit scellant comme une couche de polyéthylène extrudé ou du poly(acétate de vinyle). Dans le cas d'un blister, on utilise un film plastique souple qui est thermoformé selon la forme du dispositif à emballer. La feuille, utilisée dans ces emballages rigides ou souples, doit avoir une perméabilité spécifique qui la rend barrière aux micro-organismes mais qui permet de laisser passer les agents stérilisants afin de réaliser la stérilisation de l'emballage fermé et de son contenu par des méthodes de stérilisation utilisant comme agents stérilisants la vapeur d'eau ou des gaz stérilisants comme l'oxyde d'éthylène ou le formaldéhyde. L'emballage peut aussi être stérilisé par des rayonnements ionisants comme des rayonnements gamma ou bêta. Dans la demande de brevet W000/21745, on a proposé un matériau ayant des caractéristiques mécaniques et des propriétés de barrières aux microorganismes relativement élevées. Ce matériau consiste en au moins deux feuilles d'emballage de stérilisation liées entre elles par l'une de leurs faces de façon non réversible, notamment par contrecollage. Toutefois la conception de ce matériau d'emballage de stérilisation présente encore quelques inconvénients. 2872493 3 D'une part, la réalisation du matériau lui-même nécessite un processus de fabrication relativement lourd et complexe, ainsi qu'une consommation additionnelle de produits de scellage. Ceci génère de ce fait un coût de revient encore trop élevé et conduit à un matériau de grammage relativement élevé, n'allant pas dans le sens des recommandations selon la Directive 2004/CE/12 de l'Union Européenne sur les emballages et déchets d'emballage préconisant une diminution du poids des emballages. D'autre part, certaines des propriétés de l'emballage de stérilisation obtenu selon le brevet W000/21745 peuvent être jugés insuffisantes au regard d'applications médicales bien spécifiques. En particulier, l'une des propriétés recherchées est que la feuille soit résistante à la déchirure. En effet, comme elle est destinée à faire des emballages qui vont contenir des objets qui peuvent être lourds ou contondants, elle risque d'être déchirée ou transpercée par ces objets lors de la manipulation desdits emballages. Dans le cas d'un emballage de stérilisation scellable, on recherche une résistance moyenne à la déchirure amorcée supérieure à 300 mN (mesurée selon la norme européenne EN 21974). Toutefois, dans certaines applications, il est préférable que cette résistance à la déchirure amorcée soit bien supérieure, d'au moins 1900 mN (mesurée selon la norme européenne EN 21974). Une autre des propriétés recherchées est que la feuille constitue une barrière efficace aux bactéries ou autres micro-organismes pour maintenir la stérilité de l'emballage c'est-à-dire qu'il ne faut pas que les microorganismes puissent pénétrer à l'intérieur de l'emballage après la stérilisation. Il faut donc que la moyenne des diamètres les plus élevés des pores ne soit pas trop importante et qu'il n'y ait pas de pores avec un diamètre trop élevé. Cette propriété barrière peut être caractérisée par l'efficacité en filtration bactérienne, nommée couramment sous les initiales de sa terminologie anglaise BFE (Bacterial Filtration Efficiency) ; elle est exprimée en pourcentage qui représente le pourcentage de bactéries arrêtées par la feuille. Dans le cas d'un emballage de stérilisation scellable, on recherche une BFE d'au moins 85 %. 2872493 4 Toutefois, il n'est pas rare d'avoir besoin, dans certains types d'emballage, de niveau de protection bactérienne bien supérieur, notamment possédant un BFE d'au moins 95 %. Jusqu'à maintenant, la coexistence de ces deux propriétés à des niveaux 5 élevés au sein du même emballage s'avère difficile. En effet, dans l'art antérieur, les solutions adoptées correspondent toujours à un compromis entre la recherche d'une bonne résistance mécanique, notamment à la déchirure, et un bon effet barrière aux bactéries ou autres micro-organismes. L'obtention d'une valeur élevée pour l'une de ces propriétés entraînant alors une valeur relativement faible pour l'autre de ces propriétés. Par conséquent il s'avère que les emballages de stérilisation disponibles actuellement sur le marché ne répondent pas toujours aux besoins des utilisateurs dans ce domaine ni aux Directives de l'Union Européenne préconisant une diminution du poids des emballages. Le but de la présente invention est donc de fournir un matériau d'emballage de stérilisation qui présente des niveaux élevés à la fois en ce qui concerne sa résistance à la déchirure amorcée et son effet barrière aux micro-organismes tout en ayant un grammage le plus bas possible. La Demanderesse a trouvé qu'avec des fibres synthétiques de type polyamide incorporées au sein de structures fibreuses on obtient un matériau qui répond au problème posé. L'invention fournit ainsi un matériau d'emballage de stérilisation pour les dispositifs médicaux devant être stérilisés, qui se caractérise par le fait qu'il est sous forme d'une feuille fibreuse comprenant des fibres de polyamide (PA), ladite feuille ayant un grammage inférieur à 100 g/m2, mesuré selon la norme internationale ISO 536, une résistance moyenne à la déchirure amorcée, mesurée selon la norme européenne EN 21974, supérieure ou égale à 1900 mN et une efficacité en filtration bactérienne BFE supérieure ou égale à 95 %. La feuille peut être formée d'une seule couche de fibres (monocouche ou monojet) ou de plusieurs couches de fibres (multicouche ou multijet). 2872493 5 On entend par résistance moyenne , la moyenne arithmétique de la mesure de la résistance faite selon une première direction de la feuille et de la mesure de la résistance faite selon la direction perpendiculaire à cette première direction. Cette première direction correspond à une orientation privilégiée des fibres lorsqu'il y en a une, généralement il s'agit de la direction d'orientation des fibres selon leur sens long; ce sens correspond au sens marche de la machine qui a servi à fabriquer la feuille, la direction perpendiculaire correspond donc au sens travers du sens marche de la machine. Dans le cas où les fibres n'ont pas d'orientation privilégiée, on réalise des mesures selon deux directions perpendiculaires. De préférence ladite feuille a un grammage inférieur ou égal à 90 g/m2, de préférence compris entre 40 et 80 g/m2, mesuré selon la norme internationale ISO 536. Plus préférentiellement lesdites fibres de polyamide sont des fibres de 15 polyamide 6, en particulier de polyamide 6-6. De préférence encore lesdites fibres de polyamide ont une longueur supérieure ou égale à 5mm. Leur longueur peut être par exemple comprise entre 5 et 25mm. De préférence encore lesdites fibres de polyamide ont un titre moyen supérieur à 1,5 dtex. Selon un cas particulier de l'invention, lesdites fibres de polyamide sont des fibres coupées. De préférence lesdites fibres de polyamide comportent des anti-oxydants leur conférant une résistance à l'irradiation. Selon un cas particulier de l'invention, ladite composition fibreuse comporte en masse des fibres de cellulose raffinées, de préférence entre 40 et 70 degrés Schoepper-Riegler, et un liant papetier. Selon un autre cas particulier de l'invention, ladite composition fibreuse comporte comme fibres cellulosiques une pâte fluff. De préférence, ladite feuille fibreuse comporte en surface un liant de renforcement, en particulier un liant polymère de base acrylique ou encore un 2872493 6 copolymère styrène-butadiène. De préférence la quantité dudit liant est comprise entre 10 et 35 g/m2 en poids sec. Selon un cas particulier de l'invention, ledit matériau a été assoupli, notamment (micro)crêpé ou flexé. Par ailleurs, ledit matériau peut comporter un produit de scellage sur au moins l'une de ses faces. Il peut comporter sur au moins l'une de ses faces soit un produit thermoscellable, comme par exemple une cire microcristalline, en particulier de polyoléfine, un adhésif de type EVA (polymère EthylVinylAcétate), soit un produit scellable à froid comme par exemple le caoutchouc naturel. La composition fibreuse dudit matériau peut comporter comme fibres essentiellement des fibres de polyamide, ce matériau peut être alors apte à la fois aux procédés de stérilisation par gaz, par irradiation, par vapeur d'eau, par plasma et par ozone. Ledit matériau peut être obtenu selon divers procédés connus. Selon un cas particulier, ledit matériau peut être obtenu par un procédé voie humide, de type papetier. On peut par exemple réaliser une feuille selon l'invention sur une machine à papier à table plate, avec des fibres de cellulose, éventuellement modifiée comme les fibres de rayonne issues du procédé sodique de la viscose ou des fibres de cellulose régénérées en milieu solvant comme celles commercialisées sous les marques Lyocell ou Tencel , en mélange avec les fibres PA et éventuellement d'autres fibres synthétiques telle que la pâte de fibres de polyéthylène (pâte PE), toutes ces fibres étant liées soit par thermoliage, soit par hydroliage ou soit par voie chimique grâce à l'ajout en masse d'un agent liant utilisé habituellement en papeterie. De plus on peut appliquer un liant synthétique par un traitement de surface à l'aide d'une presse encolleuse ou par pulvérisation. Selon un autre cas particulier de fabrication, ledit matériau peut être obtenu par un procédé voie sèche qui permet de former un non-tissé. On peut en particulier fabriquer un non-tissé de type SMS (correspondant aux initiales de sa terminologie anglaise Spunbonded/MeltBlown/Spunbonded) qui est une feuille multicouche de fibres et filaments synthétiques usuellement employée 2872493 7 dans le domaine des matériaux synthétiques pour emballages médicaux et hospitaliers. Dans le cas où on utilise de la pâte fluff, le matériau est formé par voie sèche, la pâte fluff et les fibres PA et éventuellement d'autres fibres synthétiques pouvant 5 être liées par jet d'eau. Lors de sa fabrication, ledit matériau peut être assoupli notamment par un traitement à sec comme le (micro)crêpage ou le flexage, avant d'être revêtu du produit de scellage le cas échéant. L'invention concerne aussi un emballage de stérilisation comprenant un 10 matériau tel que décrit précédemment. Il peut s'agir de tout type d'emballage: sachet, pochette, container rigide, gaine, feuille d'emballage pour kits hospitaliers. L'invention sera mieux comprise à l'aide des exemples non limitatifs suivants. Exemple 1 comparatif: On fabrique une feuille sur une machine à papier à table plate de la manière suivante: On met en suspension en milieu aqueux des fibres de cellulose et des fibres synthétiques de PET (polyéthylènethéréphtalate). Les fibres de cellulose (sont un mélange de fibres longues (résineux) et de fibres courtes, dans un ratio 3/2 en poids; les fibres étant raffinées à 58 SR. Les fibres PET ont une longueur de 6 mm et un titre de 1,7 dtex. A cette suspension, on ajoute 0, 26 %, en poids sec de la composition totale de la feuille, d'un agent de résistance humide de type PAE (polyamine epichlorhydrine) et 1 %, en poids sec de la composition totale de la feuille, d'un amidon cationique comme agent de cohésion interne. On égoutte cette suspension sur la toile de la machine à papier pour former la feuille. On imprègne la feuille en presse encolleuse d'un liant (agent de cohésion) synthétique, un polymère acrylique utilisé sous forme d'une dispersion aqueuse stabilisée (appelée couramment latex). Ce liant acrylique est présent à raison de 18 g/m2 en poids sec. On sèche la feuille vers 120 C. La feuille a alors un grammage de 80 g/m2. Exemples 2 à 4 selon l'invention. Les feuilles sont réalisées selon le même mode de fabrication que celui à l'exemple 1, les fibres PET étant remplacées par des fibres de polyamide. Exemple 5: On réalise une feuille ne comprenant que des fibres synthétiques. On met en suspension, en milieu aqueux, une pâte de fibres synthétiques de polyéthylène (pâte PE ayant un rôle de liant) auxquelles on ajoute des fibres de polyamide ayant une longueur de 6 mm et un titre de 1,7 dtex. A cette suspension, on ajoute en masse un liant synthétique, un latex de copolymère(styrène-butadiène), à raison de 30 g/m2 en poids sec. On égoutte cette suspension sur la toile de la machine pour former la feuille. On sèche la feuille vers 120 C. La feuille a alors un grammage de 80 g/m2. Données et résultats des exemples: Les données sur les composants des feuilles et les caractéristiques sont exprimées dans le tableau 1. L'exemple 1 ne comprenant pas de fibres de polyamide a une résistance à la déchirure amorcée inférieure à 1900 mN alors que les autres exemples répondent aux critères de l'invention. METHODES DE CARACIERISATION: Les feuilles obtenues selon les exemples ont été caractérisées par les méthodes référencées ci-dessous. Les mesures, sauf la BFE, ont été faites sur des échantillons conditionnés selon la 30 norme européenne EN 20187 (équivalente à la norme ISO 187: 1995) selon laquelle la température doit être maintenue à 23 C et l'humidité relative à 50 %. 2872493 9 Le grammage est déterminé selon la norme internationale ISO 536. La résistance moyenne (moyenne des mesures sens marche et sens travers de la machine) à la déchirure amorcée est mesurée selon la norme européenne EN 21974 et qui correspond à la norme internationale ISO 1974:1990 (méthode Elmendorf). La perméabilité moyenne à l'air est mesurée selon la norme ISO 5636/3 (méthode Bendtsen). La moyenne du diamètre des pores équivalent est mesurée selon la norme anglaise EN 868-3- annexe B. L'efficacité en filtration bactérienne BFE est déterminée selon la méthode publiée par l'association américaine EDANA sous la référence 180.0-89 de février 1996. EXEMPLES Exemple 1 comparatif Exemple 2 Exemple 3 Exemple 4 Exemple 5 Quantité de fibres 41g/m2 35 g/m2 41g/m2 41g/m2 0 cellulosiques Raffinage des fibres 58 62 58 60 / cellulosiques ( SR) Quantité, nature titre, 21 g/m2, PET - 1,7 dtex, 30 g/m2, PA 6,6 - 1,7 dtex, 21 g/m2, PA 6,6 - 1, 7 21 g/m2, PA 6,6 - 1,7 dtex, 30 g/m2,PA 6,6 1,7 longueur des fibres 6mm 6mm dtex, 6mm 6mm dtex, 6mm synthétiques 20 g/m2 pâte PE Quantité en sec et nature 18 g/m2, polymère 15 g/m2, polymère 18 g/m2, polymère 15 g/m2, copolymère 30 g/m2, copolymère du liant synthétique de acrylique Primal E 1845 acrylique Acronal LA 4715 acrylique Primai E 1845 Styrène-butadiène Latexia Styrène-butadiène Latexia surface de Rhom& Hass de BASF de Rhom& Hass PE 1161 de RAISIO PE 1161 de RAISIO Quantité en sec de la cire 0 0 3 g/m2 20g/m2 scellable Grammage du matériau 80 80 80 80 80 (g/m2) Résistance à la déchirure 1855 4100 2650 2350 1920 amorcée (mN) Porosité Bendtsen (ml/min) 700 800 660 550 400 Diamètre de pores maxi 26 24 25 22 18 ( m) BFE (%) 96% 96% 97% 98% 99% Compatibilité procédé de Gaz, irradiation, vapeur Gaz, irradiation, vapeur Gaz, irradiation, vapeur Gaz, irradiation, vapeur Gaz, irradiation, plasma stérilisation Observations Déchirure insuffisante TABLEAU 1 11 REVENDICATIONS 1. Matériau d'emballage de stérilisation pour les dispositifs médicaux devant être stérilisés, caractérisé par le fait qu'il est sous forme d'une feuille fibreuse comprenant des fibres de polyamide, ladite feuille ayant un grammage inférieur à 100 g/m2, mesuré selon la norme internationale ISO 536, une résistance moyenne à la déchirure amorcée, mesurée selon la norme européenne EN 21974, supérieure ou égale à 1900 mN et une efficacité en filtration bactérienne BFE supérieure ou égale à 95 %. 2. Matériau selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite feuille a un grammage inférieur ou égal à 90 g/m2, de préférence compris entre 40 et 80 g/m2, mesuré selon la norme internationale ISO 536. 3. Matériau selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les fibres de polyamide sont des fibres de polyamide 6, en particulier de polyamide 6-6. 4. Matériau selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que lesdites fibres de polyamide ont une longueur supérieure ou égale à 5mm. 5. Matériau selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que lesdites fibres de polyamide ont un titre moyen supérieur à 1, 5 dtex. 6. Matériau selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que lesdites fibres de polyamide sont des fibres coupées. 7. Matériau selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait 30 que lesdites fibres de polyamide comportent des anti-oxydants leur conférant une résistance à l'irradiation. 2872493 12 8. Matériau selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ladite feuille fibreuse comporte en masse des fibres de cellulose raffinées, de préférence entre 40 et 70 degrés Schoepper- Riegler, et un liant papetier. 9. Matériau selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que ladite feuille fibreuse comporte comme fibres cellulosiques une pâte fluff. 10. Matériau selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que ladite feuille fibreuse comporte comme fibres essentiellement des fibres synthétiques. 11. Matériau selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ladite feuille fibreuse comporte en surface un liant, en particulier un liant polymère de base acrylique ou un copolymère styrènebutadiène. 12. Matériau selon la revendication précédente 11, caractérisé par le fait que la quantité dudit liant est comprise entre 10 et 35 g/m2 en poids sec. 13. Matériau selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il a été assoupli, en particulier (micro)crêpé ou flexé. 14. Matériau selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait 25 qu'il comporte un produit de scellage sur au moins l'une de ses faces. 15. Emballage de stérilisation comprenant un matériau selon l'une des revendications précédentes.