Brevet FR2932989A1 — publié le 20100101

L'invention concerne une unité de filtration d'un fluide biologique tel que le sang ou un composant sanguin, ainsi qu'un système à poches comprenant une telle unité de filtration. L'invention s'applique à la filtration du sang ou d'un composant sanguin pour l'élimination de substances indésirables pour la transfusion, telles que les leucocytes, les pathogènes, les protéines telles que le prion, et/ou les substances utilisées dans des procédés d'inactivation et/ou d'élimination des pathogènes. Le sang ou un composant sanguin, après son recueil et sa séparation dans le cas d'un composant, est notamment destiné à être transfusé à un patient qui en a besoin. Lors de cette transfusion, il est bien connu que les leucocytes sont indésirables en ce qu'ils sont susceptibles de provoquer chez le patient des réactions gênantes et/ou potentiellement dangereuses. II en est de même pour certaines substances tel que le prion, l'agent responsable des encéphalopathies spongiformes transmissibles, notamment de la variante de la maladie de Creutzfeldt-Jakob chez l'homme puisque des études récentes ont montré qu'il existe un risque probable de transmission du prion lors de transfusions sanguines. Pour éliminer ces substances indésirables, on connaît par exemple du document EP-A-526 678 des unités de filtration qui comprennent une enveloppe extérieure souple renfermant un milieu poreux et munie d'au moins un orifice d'entrée et d'au moins un orifice de sortie entre lesquels le fluide à filtrer s'écoule suivant une direction. Le milieu poreux délimite avec l'enveloppe extérieure un compartiment d'entrée pour le fluide à filtrer et un compartiment de sortie pour le filtrat. Ces unités comprennent un cadre souple permettant d'associer le média filtrant à l'enveloppe extérieure souple. Ces unités présentent cependant l'inconvénient de contenir une certaine quantité d'air qui perturbe le passage du fluide au travers du média filtrant. Il a été proposé dans le document EP-A1-958 838 d'inverser le sens de l'unité filtration pendant la phase d'amorçage de la filtration de sorte à envoyer l'air présent dans l'unité de filtration dans la poche de recueil du filtrat. Cette manipulation n'est à l'évidence pas pratique et génère une perte de temps pour le manipulateur. Le document WO-A1-00/62891 propose une unité de filtration formée par assemblage de deux feuilles thermoplastiques thermoformées sur lesquelles les orifices d'entrée et sortie sont moulés par injection. Ainsi, un espace est créé entre les feuilles et le média filtrant dans lequel l'air peut résider sans gêner la filtration. Cependant, cette unité doit être placée à l'horizontal, ce qui n'est pas non plus pratique. L'invention propose donc une unité de filtration permettant d'améliorer l'écoulement de fluide au travers de l'unité de filtration. A cet effet, l'invention propose une unité de filtration d'un fluide biologique tel que le sang ou un composant sanguin, comprenant une enveloppe extérieure formée de deux feuilles souples et un milieu filtrant associé dans ladite enveloppe de sorte à former, entre l'une desdites feuilles souples et le milieu filtrant, un compartiment d'entrée pour le fluide à filtrer, et entre l'autre desdites feuilles souples et le milieu filtrant, un compartiment de sortie pour le filtrat, ladite unité de filtration comprenant en outre un port d'entrée en communication avec ledit compartiment d'entrée et un port de sortie en communication avec ledit compartiment de sortie, ladite unité de filtration comprenant en outre un compartiment annexe formé entre lesdites deux feuilles souples, ledit compartiment annexe ayant un volume supérieur à 5% du volume desdits compartiments, ledit compartiment annexe communicant d'une part avec ledit compartiment d'entrée ou de sortie et d'autre part avec le port d'entrée ou de sortie, respectivement. Selon un deuxième aspect, l'invention propose un système à poches destiné à la filtration d'un fluide biologique caractérisé en ce qu'il comprend - une unité de filtration selon le premier aspect de l'invention, - une première tubulure en communication avec d'une part l'orifice d'entrée de l'unité de filtration et d'autre part un moyen de mise en communication avec une source de fluide à filtrer, - une poche de recueil de filtrat, - une deuxième tubulure en communication avec d'une part ladite poche de recueil du filtrat au niveau d'un orifice d'entrée et d'autre pat l'orifice de sortie de l'unité de filtration. D'autres objets et avantages apparaîtront au cours de la description qui suit. Les figures 1 et 4 représentent de façon schématique la vue de face d'une unité de filtration selon deux variantes de l'invention dans lesquelles la tubulure d'entrée s'étend ou non jusqu'au voisinage du milieu filtrant. La figure 2 représente de façon schématique la vue de dos de l'unité de filtration de la figure 1. La figure 3 représente de façon schématique la vue en coupe de l'unité de 20 filtration des figures 1 et 2. Les figures 5 à 7 représentent de façon schématique les étapes d'un procédé pour décaler par rapport au plan de joint le port d'entrée ou de sortie de l'unité de filtration de la figure 1. Les figures 8 et 9 représentent de façon schématique un système à poches en ligne et connectable respectivement, comprenant l'unité de filtration selon la figure 1. 30 Selon un premier aspect, l'invention propose une unité de filtration d'un fluide biologique tel que le sang ou un composant sanguin, tel qu'un concentré de globules rouges, un plasma ou un concentré plaquettaire. 25 Par exemple, l'unité de filtration est destinée à éliminer des substances cibles, notamment les leucocytes et/ou les prions, du sang total ou d'un composant sanguin. Selon les figures 1 à 4, l'unité de filtration 1 comprend une enveloppe extérieure formée de deux feuilles souples 2,3 et un milieu filtrant 5 associé dans ladite enveloppe de sorte à former, entre l'une desdites feuilles 2 et le milieu filtrant 5, un compartiment d'entrée 7 pour le fluide à filtrer, et entre l'autre desdites feuilles 3 et le milieu filtrant 5, un compartiment de sortie 8 pour le filtrat. Les feuilles souples 2,3 sont réalisées dans un matériau thermoplastique souple, tel que le polychlorure de vinyle. Le matériau thermoplastique est notamment stérilisable par chaleur ou vapeur. Le milieu filtrant 5 comprend au moins une couche et avantageusement un assemblage de plusieurs couches filtrantes. Chacune des couches est sous forme d'une membrane poreuse, d'une mousse, d'un tissé ou d'un non-tissé. Notamment le milieu filtrant comprend plusieurs couches de non-tissé. Le ou les matériau(x) formant la ou les couche(s) sont choisi(s) dans le groupe comprenant les polymères ou les copolymères à base de polypropylène, de polyester, de polyamide, de polyéthylène haute ou basse densité, de polyuréthanne, de fluorure de polyvinylidène, de polyvinylpyrrolidone et leurs dérivés. Avantageusement, le matériau est du polypropylène, du polyéthylène téréphtalate ou du polybutylène téréphtalate. Selon une réalisation particulière, le milieu filtrant est apte à éliminer les leucocytes du sang. Un tel milieu filtrant correspond par exemple à l'élément poreux décrit dans le document EP-A1-1336417. Selon la figure 3, l'unité de filtration comprend en outre un port d'entrée 10 en communication avec le compartiment d'entrée 7 et un port de sortie 11 en communication avec le compartiment de sortie 8.30 Par exemple, le port d'entrée et/ou de sortie 10,11 est formé d'une portion de tubulure. Selon l'invention, l'unité de filtration comprend en outre un compartiment annexe 18,19 formé entre lesdites feuilles 2,3. Le compartiment annexe est notamment dépourvu de milieu filtrant ou d'autre composant de l'unité de filtration, à l'exception des ports d'entrée et/ou de sortie. Ce compartiment annexe 18,19 possède un volume supérieur à 5% du volume desdits compartiments 7,8, ledit compartiment annexe communicant d'une part avec le compartiment d'entrée 7 ou de sortie 8 et d'autre part avec le port d'entrée 10 ou de sortie 11, respectivement. Les figures 1 à 4 représentent un mode de réalisation particulier de l'invention. Sur ces figures, chacune des feuilles 2,3 formant l'enveloppe comprend une languette supérieure 12,13 en regard l'une par rapport à l'autre de sorte à former un compartiment annexe d'entrée 18. Chacune des feuilles comprend en outre une languette inférieure 14,15 en regard l'une par rapport à l'autre de sorte à former un compartiment annexe de sortie 19. Le compartiment annexe d'entrée 18 communique avec le port d'entrée 10 et le compartiment d'entrée 7. Le compartiment annexe de sortie 19 communique avec le port de sortie 11 et le compartiment de sortie 8. Les termes supérieur et inférieur sont définis en référence à l'unité de filtration dans sa position pendant la filtration par gravité d'un fluide. Le milieu filtrant 5 est associé dans ladite enveloppe, par exemple par soudage, notamment soudage haute fréquence ou ultrasons. Selon une variante non représentée, le milieu filtrant est associé à l'enveloppe souple par l'intermédiaire d'un cadre souple comme décrit dans le document 6 EP-A-0526 678. L'association est réalisée à un premier niveau entre le cadre souple et le milieu filtrant le long d'un joint primaire et à un second niveau entre le cadre souple et les feuilles souples le long d'un joint périphérique. Selon une autre variante non représentée, le milieu filtrant et les feuilles sont associés le long d'un joint périphérique et les feuilles sont en outre associées entre elles sur leur périphérie le long d'un joint secondaire, distinct du joint périphérique, comme décrit dans le document WO-A1-01/91880. Selon une variante plus avantageuse illustrée sur les figures 1 à 4, les feuilles souples 2,3 et le milieu filtrant 5 sont associés le long d'un joint périphérique 6, et les languettes 12,13,14,15 sont en outre associées le long d'un joint secondaire 9. Sur les figures, le joint secondaire 9 s'étend en outre au moins en partie sur le joint périphérique 6 de sorte que les joints sont au moins en partie superposés. Ces joints périphérique 6 et secondaire 9 sont en particulier réalisés par soudage haute fréquence ou ultrasons. Le soudage des parties du joint périphérique 6 et du joint secondaire 9 qui sont superposées est avantageusement réalisé en une seule étape, c'est-à-dire que le joint périphérique 6 et le joint secondaire 9 sont confondus sur le bord 4 du milieu filtrant. Dans ce cas, les languettes 12,13,14,15 des feuilles 2,3 s'étendent extérieurement depuis le joint périphérique 6. Lorsque le milieu filtrant comprend plusieurs couches, celles-ci sont avantageusement d'abord soudées ensemble sur leur bord 4, et le milieu filtrant est associé ensuite aux feuilles souples 2,3 sur leur périphérie. En alternative, les feuilles souples 2,3 et le milieu filtrant sont soudées en une seule fois. En relation avec les figures 1 à 4, pour permettre la communication entre un compartiment annexe et le compartiment correspondant, le joint périphérique 6 associant les feuilles 2,3 et le milieu filtrant 5 présente une interruption 16,17. 7 Plus précisément, l'une des languettes 12,13,14,15 comprend une partie en regard du joint périphérique 6 qui est non associée au milieu filtrant 5. Les bords des languettes sont associés entre eux le long du joint secondaire 9. L'interruption 16,17 du joint périphérique 6 est formée par exemple lors du soudage du milieu filtrant 5 avec les feuilles souples 2,3 en plaçant un doigt entre la partie de la languette 12,13,14,15 qui n'est pas soudée et le milieu filtrant. L'interruption 16 d'entrée forme un passage entre le port d'entrée 10 et le compartiment d'entrée 7. L'interruption 17 de sortie forme un passage entre le port de sortie 11 et le compartiment de sortie 8. 15 Au niveau de l'interruption 16 d'entrée, la partie de la languette supérieure 12 de la feuille d'entrée 2 en regard du joint périphérique 6 n'est pas associée au milieu filtrant 5. Par contre, la partie de la languette supérieure 13 de la feuille de sortie en regard du joint 6 est associé audit joint. 20 Au niveau de l'interruption 17 de sortie, la partie de la languette inférieure 15 de la feuille de sortie 3 en regard du joint périphérique 6 n'est pas associée au milieu filtrant 5. Par contre, la partie de la languette inférieure 14 de la feuille d'entrée 2 en regard du joint 6 est associé audit joint. 25 Chacun des ports 10,11 est associé entre les deux feuilles souples et notamment entre les deux languettes 12,13 et 14,15 formant le compartiment annexe 18,19, respectivement, et traverse le joint secondaire 9. Selon les figures 1 à 4, le port d'entrée et/ou de sortie 10,11 est associé entre 30 les parties distales des languettes 12,13,14,15 par rapport à l'interruption 16,17 du joint périphérique 6. Le port d'entrée 10 et/ou de sortie 11 ne traverse pas le joint périphérique 6. Autrement dit, la soudure au niveau de ce ou ces ports ne comprend pas le 10 milieu filtrant 5. Par conséquent, l'assemblage des ports sur l'enveloppe est résistant puisque la soudure réalisée avec des matériaux de même nature, et le risque de fuite est quasi nul à ce niveau. Ainsi, l'unité de filtration peut facilement être fabriquée de façon automatisée en superposant simplement les différents composants, à savoir la feuille d'entrée 2, le port d'entrée 10, le milieu filtrant 5, le port de sortie 11 et la feuille de sortie 3, et en réalisant les joints périphérique 6 et secondaire 9. En variante, les ports 10,11 peuvent être arrangés sur la face des feuilles souples. Dans une première variante, la portion de tubulure d'entrée 10 et/ou de sortie 11 débouche au voisinage du milieu filtrant 5. Sur la figure 4, la portion de tubulure d'entrée 10 s'étend jusqu'au voisinage du milieu filtrant 5. Elle permet d'écarter la feuille d'entrée 2 du milieu filtrant 5 pour faciliter l'écoulement du fluide dans le compartiment d'entrée 7. Avantageusement et comme représenté sur les figures 1 à 3, la portion de tubulure d'entrée 10 débouche au voisinage du joint secondaire 9, c'est-à-dire qu'elle ne s'étend pas substantiellement dans le compartiment annexe d'entrée 18. Durant la filtration, cette configuration évite de piéger du fluide à l'intérieur du compartiment annexe 18. De plus, au début de la filtration, le fluide va s'accumuler dans ce compartiment annexe d'entrée 18. Ce réservoir de fluide va permettre d'homogénéiser le flux de fluide au travers du milieu filtrant. De même, la portion de tubulure de sortie 11 débouche au voisinage du joint secondaire 9, c'est-à-dire qu'elle ne s'étend pas dans le compartiment annexe de sortie 19. Ainsi, l'unité ne comprend pas d'espace mort et les pertes sont réduites. Le volume du compartiment annexe d'entrée 18 est supérieur à 5%, notamment supérieur à 10%, du volume du compartiment d'entrée. Ce volume est suffisant pour comprendre le volume d'air présent dans la tubulure connectée au port 9 d'entrée 10 de l'unité de filtration 1. Ainsi, pendant la filtration, l'air est piégé dans le compartiment annexe d'entrée 18, ce qui permet d'utiliser la totalité de la surface du milieu filtrant 5 et de ne pas gêner l'écoulement du fluide. Lors de la filtration, le fluide à filtrer s'écoule dans le compartiment d'entrée 7 de l'unité de filtration et remplit le compartiment annexe 18. La quantité de fluide en amont du milieu filtrant 5, dans le sens de l'écoulement des fluides, exerce une pression sur le milieu filtrant plus importante qu'en l'absence d'un tel compartiment annexe. L'amorçage est alors plus rapide. De plus, l'air contenu dans la tubulure en amont de l'unité de filtration est poussé dans le compartiment annexe d'entrée par le fluide à filtrer. En fin de filtration, cet air va pousser le fluide vers la sortie de l'unité de filtration, améliorant la purge de l'unité de filtration et réduisant ainsi la perte de fluide. Le volume du compartiment annexe de sortie 19 est avantageusement inférieur à 50 %, notamment 10%, du volume du compartiment de sortie. En faisant varier la taille et la forme du compartiment annexe de sortie, on peut créer un effet Venturi qui aide à la purge de l'unité de filtration. Cependant, ce compartiment annexe n'a pas un volume trop important pour ne pas augmenter le volume mort de l'unité de filtration. Selon une réalisation particulière, les feuilles 2,3 sont associées entre elles suivant le plan du joint périphérique 6, et l'une des portions de tubulures 10,11 est décalée par rapport audit plan de joint vers le compartiment 7,8 avec lequel ledit port est en communication, comme décrit dans la demande de brevet FR 0703012. En particulier comme illustré sur la figure 7, la portion de tubulure 10,11 présente un rayon extérieur R et la distance de décalage d de ladite tubulure par rapport au plan de joint est strictement inférieure à R. Plus particulièrement la distance de décalage est comprise entre 20% et 80% du rayon R. 10 En particulier, les portions de tubulure d'entrée et sortie sont décalées par rapport au plan de joint. Ainsi, et notamment dans le cas où la portion de tubulure s'étend jusqu'au voisinage du milieu filtrant, l'écoulement du fluide s'étend suivant une direction sensiblement parallèle au plan, permettant d'obtenir une meilleure distribution du flux sur le milieu filtrant. Comme représenté sur les figures 5 et 6, le décalage des portions de tubulures 10,11 est obtenu à l'aide de deux matrices 20,21 pourvues chacune d'au moins une empreinte 22,23, lesdites empreintes formant entre elles un logement de réception de la tubulure et étant dissymétriques. Comme représenté sur la figure 2, au moins une partie de la surface interne de la feuille 3 délimitant le compartiment de sortie 8 est rugueuse. La rugosité empêche ladite feuille 3 et ledit milieu 5 de se collaber. Avantageusement, seule la surface interne de la feuille de sortie 3 en regard du milieu filtrant 5 est rugueuse. Ainsi, la partie de la feuille associée au milieu filtrant le long du joint périphérique est lisse. La soudure étant réalisée sur une partie sans rugosité, elle est particulièrement solide. En variante non représentée, au moins une partie de la surface interne de la feuille 2 délimitant le compartiment d'entrée 7 est rugueuse. Cette rugosité permet de canaliser et/ou de répartir le fluide à filtrer sur la totalité du milieu filtrant 5. Plus particulièrement, la rugosité est formée par des aspérités 24 de profondeur comprise entre 0,1 et 3 mm. II est avantageux que la surface externe des feuilles d'entrée 2 et de sortie 3 présente une surface lisse. Cette surface lisse est nécessaire pour pouvoir imprimer du texte sur l'unité de filtration. 2932989 Il Comme représenté sur la figure 2, la rugosité au voisinage de la sortie de l'unité de filtration se présentent sous la forme d'une pluralité de canaux 25 convergeant vers le port de sortie. Ces canaux favorisent l'écoulement du fluide filtré vers la sortie de l'unité de filtration. 5 Selon un deuxième aspect et comme illustré sur les figues 8 et 9, l'invention concerne un système à poches 26 destiné à la filtration d'un fluide biologique comprenant une unité de filtration 1, 10 - une première tubulure 27 en communication avec d'une part l'orifice d'entrée 10 de l'unité de filtration 1 et d'autre part un moyen 28 de mise en communication avec une source de fluide à filtrer, une poche de recueil de filtrat 29, et une deuxième tubulure 30 en communication avec d'une part ladite 15 poche de recueil du filtrat 29 au niveau d'un orifice d'entrée et d'autre part l'orifice de sortie 11 de l'unité de filtration. Le moyen de mise en communication du fluide à filtrer comprend une aiguille destinée à être insérée dans le bras d'un donneur. Selon une variante 20 représentée sur la figure 9, le moyen de mise en communication est un perforateur destiné à être connecté à une poche contenant le fluide à filtrer. Selon une autre variante représentée sur la figure 8, la poche 32 destinée à contenir le fluide à filtrer est connectée de fabrication à la première tubulure 27 25 et le moyen de communication comprend alors un orifice de sortie de ladite poche 32 destinée à contenir le fluide à filtrer. Le système à poches est dans ce cas un système clos. La figure 8 représente plus particulièrement un exemple d'un système à poches 30 utilisé pour filtrer le sang total issu d'un don et pour le séparer en plasma et concentré de globules rouges. Le système comprend une aiguille 31 pour prélever le sang d'un donneur, une poche de recueil du sang total 32, une unité de filtration 1 telle que décrite précédemment destinée à filtrer les leucocytes du sang, une poche de recueil du filtrat 29, et deux poches satellites 33,34 destinées à recueillir le plasma et les globules rouges après centrifugation de la poche de recueil du filtrat. Les poches 29,31,33,34 et l'unité de filtration 1 sont reliées entre elles au moyen de tubulures souples et stérilisables. REVENDICATIONS1. Unité de filtration (1) d'un fluide biologique tel que le sang ou un composant sanguin, comprenant une enveloppe extérieure formée de deux feuilles souples (2,3) et un milieu filtrant (5) associé dans ladite enveloppe de sorte à former, entre l'une desdites feuilles souples (2,3) et le milieu filtrant (5), un compartiment d'entrée (7) pour le fluide à filtrer, et entre l'autre desdites feuilles souples (2,3) et le milieu filtrant (5), un compartiment de sortie (8) pour le filtrat, ladite unité de filtration comprenant en outre un port d'entrée (10) en communication avec ledit compartiment d'entrée (7) et un port de sortie (11) en communication avec ledit compartiment de sortie (8), ladite unité de filtration étant caractérisée en ce qu'elle comprend en outre un compartiment annexe (18,19) formé entre lesdites deux feuilles souples, ledit compartiment annexe (18,19) ayant un volume supérieur à 5% du volume des compartiments, ledit compartiment annexe communicant d'une part avec le compartiment d'entrée ou de sortie (7,8) et d'autre part avec le port d'entrée (10) ou de sortie (11), respectivement. 2. Unité de filtration selon la revendication 1, caractérisée en ce que le milieu filtrant (5) est associé entre lesdites feuilles (2,3) le long d'un joint périphérique (6), ledit joint présentant une interruption (17,18) de sorte à permettre la communication entre ledit compartiment annexe (18,19) et ledit compartiment d'entrée ou de sortie (7,8). 3. Unité de filtration selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le port (10,11) est associé entre les deux feuilles souples (2,3). 4. Unité de filtration selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que chacune des feuilles souples (2,3) comprend une languette supérieure (12,13) formant un compartiment annexe d'entrée (18), ledit compartiment annexe d'entrée (18) communiquant d'une part avec le compartiment d'entrée (7), et d'autre part avec le port d'entrée (10). 5. Unité de filtration selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que chacune des feuilles souples (2,3) comprend unelanguette inférieure (14,15) formant un compartiment annexe de sortie (19), ledit compartiment annexe communiquant d'une part avec le compartiment de sortie (8), et d'autre part avec le port de sortie (11). 6. Unité de filtration selon la revendication 4 ou 5, caractérisée en ce que les languettes (12,13,14,15) sont associées entre elles sur leur périphérie le long d'un joint secondaire (9). 7. Unité de filtration selon les revendications 2 et 7, caractérisée en ce que le joint secondaire (9) s'étend en outre au moins en partie sur le joint périphérique (6). 8. Unité de filtration selon la revendication 7, caractérisée en ce que le compartiment annexe de sortie (19) possède un volume inférieur à 50% du volume du compartiment de sortie (8). 9. Unité de filtration selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que le port d'entrée et/ou de sortie (10,11) est formé d'une portion de tubulure. 10. Unité de filtration selon la revendication 9, caractérisée en ce que la portion de tubulure (10,11) débouche au voisinage du milieu filtrant (5). 11. Unité de filtration selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, 25 caractérisée en ce qu'au moins une partie de la surface interne d'au moins une des feuilles (2,3) est rugueuse. 12. Unité de filtration selon la revendication 11, caractérisée en ce que la rugosité est formée par des aspérités (24) de profondeur comprise entre 0,1 et 3 30 mm,. 13. Unité de filtration selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisée en ce que le milieu filtrant (5) comprend un assemblage de plusieurs couches filtrantes.20 14. Système à poches (26) destiné à la filtration d'un fluide biologique caractérisé en ce qu'il comprend - une unité de filtration (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, - une première tubulure (27) en communication avec d'une part l'orifice d'entrée (10) de l'unité de filtration et d'autre part un moyen de mise en communication (28) avec une source de fluide à filtrer, - une poche de recueil de filtrat (29), - une deuxième tubulure (30) en communication avec d'une part ladite poche de recueil du filtrat (29) au niveau d'un orifice d'entrée et d'autre part l'orifice de sortie de l'unité (11) de filtration.