HYDROGELS FROM NATURAL PROTEIN POLYMERS, THEIR PRODUCTION AND SOFT CONTACT LENSES MADE FROM THEM

Abstract: 1. Process for the preparation of a three-dimensional structure, characterized in that it consists in forming an acid aqueous solution of a natural, non-crystalline protein polymer of animal or plant origin, or of a mixture of such polymers, these polymers having low molecular weights of not more than 100 000, in heating the solution to a temperature between 55 and 65 degrees C, in adjusting the pH of the solution to between 3.5 and 5.5, in adding a crosslinking agent to the solution and incorporating it therein, in a ratio of 0.5 % to 15 % by weight, the temperature of the solution being kept at between 55 and 65 degrees C, in drying the solution until its moisture content does not exceed 10 % at a maximum temperature of 35 degrees C or an equivalent temperature in vacuo, so as to form a crosslinked polymeric structure, in subjecting this structure to thorough washing with water, in subjecting the structure washed in this way to dehydration by immersion in a water-miscible organic solvent, in subjecting the structure to thorough washing with water, and in drying the structure again at a maximum temperature of 35 degrees C, until its moisture content does not exceed 10 %.

Description: Hydrogels de polymères protéiques animaux. La présente invention ca@ @@@@@@@@@ @@@@@ènéra@@ de nouvelles formes d'hydrogels a@@@@@ @@@@@@umelles ani- males et végétales présentant des @@@@@ supérieures par rapport aux formes actuellement convex de mêmes matières. Plus particulièrement, l'invention concerne des compositions telles que ces lentilles de contact souples (à jeter, éliminables ou pansements) et des préparations cosmétiques, pharmaceutiques et chirurgicales contenant ces nouvelles formes de protéines naturalles animales et végétales que l'on utilise en contact avec des liquides aqueux. L'invention concerne également des procédés pour préparer à partir de ces protéines naturelles des produits qui, par rapport aux produits qu'il est actuellement possible de préparer, sont supérieurs et d'utilité acor@@ Dans la présente dscription et les emulations on entend par hydrogel (hydrocolloïde) de polymeres protéiques naturels animaux ou végétaux, un polymère organique d'ori.gine naturelle ayant un poids moléculaire moyen d'environ 100 000 au moins, que l'on peut faire gonfler par l'eau dans une gamme étendue de teneurs en est comprises entre une valeur aussi faible que 30 % et 1 g @@@ @@@@ et qui présente des propriétés d'ajustement de @@@@@gle convenant à l'utilisation finale. Plus particulièrement, l'invention a pour objets: des lentiles de contact souples que l'on peut, si on le désire, colorer totalement ou sur @@@@ en partie avec des colorants pour protéines, a dant la correction des défauts optiques de l'oeil de l'utilisateur des lentilles de contact que l'on peut porter en continu jusqu' 8 ce qu'elles deviennent troubles et que l'on peut alors jeter (lentilles à jeter) et remplacer par une lentille neuve ou une paire de lentilles l'ajustement des propriétés des lentilles de contact, à partir des mêmes matières premières, de façon à ce qu'on puisse adapter à l'avance leurs propriétés à leur emploi comme pansements cornéens, lentilles éliminables ou sous forme d'hydrogels rigides à propriétés rhéologiques ajustées utiles pour le remplacement de l'humeur vitrée l'ajustement de la composition et de la nature chimique des hydrogels de protéines naturelles pour obtenir des pansements pour les brûlures et les plaies possédant des propriétés supérieures à l'état humide l'adaptation de cette nouvelletechnologie à la production de fibres nouvelles utiles dans le domaine des textiles et le aomaine médical ; et une base d'hydrogel permettant la préparation de prothèses osseuses, artérielles et similaires présentant, lorsqu'elles sont saturées par un fluide aqueux, des propriétés remarquables qu'il était précédemment impossible d'obtenir. Dans l'art on a beaucoup travaillé avec les protéines de bas poids moléculaires (telles que les gélatines animales) et les protéines végétales (telles que les protéines de soja) et on les a utilisées avec divers degrés et divers types de réticulation ou sans réticulation. Cependant les produits, en particulier les formes structurales correspondant à celles de l'invention, présentent des limitations importantes, en particulier en ce qui concerne les propriétés physiques à l'état humide, qui réduisent leurs applications. En particulier, dans l'art antérieur, on a nettement conclu que la gélatine ou la gélose ne permettraient jamais de produire des lentilles de contact (Soft Contact Lens, par Montague Ruben, John Wiley & Sons, p. 25, lu78). L'invention concerne de nouvelles formes de polymères protéiques traités qui possèdent des propriétés physiques remarquables en particulier à l'état humide, ces propriétes dépendant de façon rigoureuse d'une séquence spécifique d' ajustement du pH, de concentration de l'agent de réticulation et surtout du séchage des structures a des valeurs critiques selon des séquences spécifiques échelonnées de déshydrata- tion chimique et de déshydratation par solvant. Les produits préparés dans les conditions de réticulation et de séchage de l'art antérieur ne présentent pas la remarguable intégrité physique a l'état humide des produits préparés selon l'invention. Leur intégrité physique ne leur permet pas d'attein- dre les mêmes performances à l'état humide que les produits de l'invention. Pour préparer les produits de l'invention, il est essentiel d'utiliser au départ des matières premières protéiques naturelles qui forment des solutions limpides dans 1' eau à des concentrations atteignant 30 0:' ou plus. La gélatine non aromatisée à usage domestique constitue une protéine animale naturelle typique utile comme matière première dans l'invention et la protéine comestible de soja constitue un exemple typique de protéine végétale de départ. Selon la forme désirée du produit final, l'ajustement du pE, l'agent de réticulation, la température, la concentration en matières solides et les séquences de déshydratation par solvant, constitue des variables essentielles. Une autre variable essentielle est un séchage à l'air à des températures ne dépassant pas environ 3500 jusqu'à une teneur en humidité de la forme séchée ne dépassant pas 10 % et de préférence 7 % ou moins. Si l'on n'effectue pas ces stades essentiel, par exemple si l'on chauffe le produit à 40 C ou plus en un moment quelconque avant le séchage final à l'air à une teneur en humidité ne dépassant pas 10 % et qu'on n' effectue pas les traitements appropriés de déshydratation avec un solvant organique, les produits finals présentent une instabilité à l'eau inacceptable. ku lieu d'être extr8me- ment souples et flexibles et de présenter une bonne intégrité physique, en particulier des propriétés supérieures de résistance au déchirement à l'état humide, les produits que l'on seiche de quelque façon avant de les avoir séchés à l'air jusqu'à une humidité ne dépassant pas 10 % et de préférence inférieure à 7 %, avant de les soumettre à des traitements de déshydratation avec un solvant organique, ont une structure caséeuse et une forme physique extrêmement cassante et friable lorsqu'ils sont saturés d'eau. Bien entendu, cette absence d'Intégrité physique à l'état humide, qui est très caractéristique des produits de l'art antérieur, rend ces produits essentiellement inutilisables pour la préparation des produits qui font l'objet de l'invention, par exemple lentilles de contact souples, pansements ophtalmo- logiques, cornées artificielles, humeurs vitrées, nouvelles fibres protéiques utiles dans le domaine des textiles et le domaine chirurgical, prothèses telles que cartilages et os artificiels, capsules, matériaux de suture, pansements pour les brûlures et les plaies, etc. Une des caractéristiques importantes de l'invention est qu'elle permet de préparer une gamme étendue de produits avilrlt un ensemble important de propriétés utiles à partir de matières premières protéiques naturelles de poids moléculaire relativement faible, peu coûteuses et abondantes. Bien que dans les exemples on utilise la formaline (solution à 37 O/S de formaldéhyde) comme agent de réticulation, on peut utiliser d'autres agents de réticulation appropriés tels que le glyoxal, le glutaraldéhyde, le diméthacrylate d'éthylèneglycol, le diméthacraylate de diéthylèneglycol, ou le méthylène bis-méthacrylamide, avec une solution aqueuse, par exemple une solution à 4 % en poids de persulfate d'ammonium ou de persulfate de potassium,-ou un autre amorceur peroxydique de polymérisation et un activateur, par exemple le diméthylenamino-2 acétate de méthyle, ou un acide p-toluènesulfonique. On peut ajouter une petite quantité de sel cuivré ou de sel de fer divalent. On prépare les produits de 1 invention à partir de solutions de protéine naturelle contenant environ 0,5 % à environ 15 % en poids et de préférence 0,5 6xó à 10 % en poids de la protéine ou de mélanges de protéines. On chauffe la solution à 60 + 50C de façon à favoriser la dissolution de a protéine et obtenir ( solution limpide. Après la dissolution de ia protéine, on ajuste le pH de la solution entre environ 3,5 et environ 5,5 pour former une solution aqueuse acide de la protéine. On maintient la solution acide dans cet intervalle des températures et on ajoute à la solution un agent de réticulation qu'on lui incorpore par mélange énergique. La formaline du commerce qui contient 37 % de formaldéhyde constitue un agent de réticulation particulièrement pratique et satisfaisant. On ajoute la formaline à la solution en une quantité suffisante pour obtenir environ 0,5 ó à environ 15 %, de préférence 0,5 % à 10 %, de formaldéhyde par rapport au poids de la protéine. On peut remplecer la formaline par des quantités équivalentes d'autres agents de réticulation. On coule la solution ou on la façonne à la configuration ou à la structure tridimensionnelle désirée puis on sèche à l'air à une température ne dépassant pas 350C jusqu' une teneur en humidité ne dépassant pas 10 % et de préférence inférieure à 7 %. Lorsqu'on désire un produit limpide comme liteau, on blanchit la structure séchée avec un agent oxydant tel que par exemple le peroxyde d'hydrogène, 1' hypochlorite de sodium et similaires. Lorsque la couleur saune brun caractéristique des protéines de bas poids moléculaire n'est pas gênante, on peut supprimer ce traitement. On lave à fond avec de l'eau la structure blanchie ou non blanchie puis on la soumet à un traitement de déshydratation par immersion dans un solvant organique miscible à l'eau tel que par exemple l'éthanol, l'éthanol dénaturé, ltisopropanol, l'acétone et similaires. Après le traitement par le solvant organique, on lave à fond à l'eau la structure et on la sèche à l'air à des températures ne dépassant pas 350C pour abaisser la teneur en humidité à une valeur ne dépassant pas 10 % et de préférence inférieure à 7 5'. Comme la matière première de base est protéique, les produits préparés selon l'invention se prêtent à une teinture permanente unie ou multicolore éventuellement avec des motifs selon les techniques de teinture couramment utilisées pour les matières polymères contenant des radicaux NH, NH2 et COOH. Par conéquent, on peut conférer à ces produits par addition de colorants ou de pigments appropriés une couleur désire quelconque pour des raisons fonctionnelles ou esthétiques. Les exemples non limitatifs suivants illustrents des modes de réalisation préférés de l'invention. EXEMPLE 1 On chauffe à 60 C, 400 ml d'un gel limpide constitué de 400 ml d'une solution à 10 %' de gélatine (ayant un poids moléculaire d'environ 50 000 et une cpalescence (en anglais bloom) de 225). On ajoute à ce mélange limpide que l'on agite doucement et régulièrement, 4 gouttes d'acide chlorhydrique 0 N pour porter le pH à 4,3. Immédiatement après, on ajoute 8 ml de formaline soit environ 7,5 % de formaldéhyde par rapport à la gélatine, en agitant énergiquement et en maintenant la température à 60 + 5 C. On doit effectuer la coulée initiale de l'hydrogel naturel préconditionné comme ci-dessus pour produire un produit stable vis-à-vis de l'eau, rapidement après l'addition de l'agent de réticulation. On peut effectuer la coulée par séchage au repos dans l'air dans un moule ou par coulée centrifuge et séchage dans un moule. Lentilles de contact souples à jeter. Avec une burette ou une pipette calibrée, on introduit 4 gouttes du mélange ci-dessus dans des moules standards en polyméthacrylate de Il mm de diamètre dans les conditions de température ordinaire. L'épaisseur de la lentille de contact ainsi que ses propriétés de réfraction sont déterminées par les caractéristiques de concavité de ces moules et par le nombre de gouttes qu'on y introduit à une concentration donnée. On laisse l'hydrogel sécher lentement à la température ordinaire (environ 25 C) pendant au moins 24 heures pendant lesquelles la réaction de réticulation s'effectue essentiellement jusqu'à son achèvement. A la fin de ce cycle de séchage, on soumet les lentilles alors qu'elles sont encore dans leurs moules à un séchage complémentaire dans une étuve à circulation d'air pendant au minimum 4 heures à une température maximale de 30-350C ou à lme tempcrature écuivCileIzte sous vide pour être certain qu'e ce moment de la production on a abaissé la teneur en humidité à une valeur ne dépassant pas 10 , et de préférence inférieure à 7 %. On retire alors facilement les lentilles des moules et on les plonge immédiatement dans une solution aqueuse diluée de peroxyde d'hydrogène ordinaire pour usage domestique (3 % en volume) pendant une heure au minimum à la température ordinaire (25 C). Ce stade est particulièrement efficace pour éliminer la couleur jaune brun ou brun clair caractéristique des protéines naturelles de bas poids moléculaire qu'elles soient réticulées ou non. On soumet ensuite les lentilles à un lavage énergique et complet avec de l'eau distillée de préférence, pour assurer l'élimination totale des petites ouantités résiduelles d'agent de réticulation et de peroxyde d'hydrogène. Après ce traitement de lavage poussé, on introduit les lentilles gonflées dans l'eau dans de l'alcool éthylique du commerce (95 % en volume) dénaturé ou non où on les laisse séjourner pendant au minimum 2 heures. A la fin du traitement de déshydratation par trempage dans l'cool éthylique, on lave à nouveau à fond les lentilles avec de l'eau distillée pour éliminer toute trace d' alcool éthylique résiduel et des composants de dénaturation dans le cas où on utilise de l'alcool éthylique dénaturé. La répétition des lavages poussés dans de l'eau distillée de préférence, est importante à ce stade. On sèche alors lentement à l'air les lentilles limpides que l'on vient de relaver à fond selon la séquence précise précédemment décrite qui consiste à sécher à l'air pendant 24 heures au voisinage de la température ordinaire (250C) puis pendant au minimum 4 heures dans une étuve à circulation d'air à une température maximale de 30 à 350C, jusqu'à ce que la teneur résiduelle en humidité ne dépasse pas 10 % et de préférence soit inférieure à 7 i. Si on le désire, on peut sécher les lentilles ayant reçu le dernier lavage à l'eau dans les moules où on les a coulées au départ, bien que cette façon de procéder soit facultative. On peut également, si on le désire, effectuer une stérilisation par - chauffage à sec à des températures atteignant 1200C, La séquence de fabrication s'achève ainsi (on effectue ensuite un examen, un biseautage éventuel des bords, un conditionnement et une stérilisation, etc.) pour obtenir des lentilles de contact souples, limpides comme l'eau, ayant des propriétés physiques et des propriétés de transmission des gaz remarquables à l'état humide comme à l'état sec. Parmi ces avantages, on peut citer une hydratation presque immédiate dans l'eau (2 à 3 minutes au lieu de 1 à 2 heures ou plus dans le cas des lentilles de contact souples enpolymère synthétique de type HUMA) ainsi que des valeurs élevées de la perméabilité à l'oxygène gazeux. EXEMPLE 2 On chauffe à 600C 400 ml d'un gel limpide constitué de 300 ml d'une solution à 10 % de gélatine et 100 ml d'un collagène comestible de boeuf partiellement hydrolysé (poids moléculaire environ 100 000) à 1 ,. On ajoute à ce mélange tandis que l'on agite de façon douce et régulière, 4 gouttes d'acide chlorhydrique 10 N pour porter le pK à 4,65. Immédiatement après, on ajoute au mélange énergiquement agité, 8 ml de formaline soit environ 9,5 % de formaldéhyde par rapport à la protéine, en maintenant la température à 60 + 50C. On doit effectuer la coulée initiale de l'hydrogel naturel préconditionné comme ci-dessus pour obtenir un produit stable à 11 eau, rapidement après l'addition de l'agent de réticulation. lentilles de contact souples classiques Avec une burette ou une pipette calibrée, on introduit avec précaution 4 gouttes du mélange ci-aessus dans des moules de polyméthacrylate standards de 11 mm de diamètre dans les conditions de température ordinaire. L'épaisseur de la lentille de contact ainsi que ses propriétés de réfraction sont déterminées par les caractéristiques de concavité des moules et le nombre de gouttes introduites à une concentration déterminée. On effectue le séchage à l'air, le blanchiment, le lavage, la déshydratation, le lavage et le séchage final à l'air cocue décrit en détail dans l'exemple 1. On obtint des lentilles de contact limpides comme 1' eau qui constituent des lentilles de contact souples pouvant être portées en continu. On peut produire ces lentilles en série de façon (conomique, Si bien que lton peut les employer comme lentilles que l'on jette lorsqu'elles présentent un trouble excessif dû à des dépôts, etc. Si on le désire ces lentilles de contact permettent de se passer de l'emploi répété des solutions couteuses de nettoyage et de supprimer les risquas d'infection liés aux manipulations auxquelles on les soumet chaque jour lorsqu'on les retire pour les nettoyer. EXEMPLE 3 On chauffe à 600C 400 ml d'un gel limpide constitué de 400 ml d'une solution de gélatine à 10 % (ayant un poids moléculaire d'environ 50 000 et une opalescence de 225). On ajoute à ce mélange limpide en agitant de façon douce et régulière, 4 gouttes d'acide chlorhydrique 10 N pour porter le pH à 4,76. Immédiatement après on ajoute au mélange en agitant énergiquement, 80 gouttes (4 ml) de formaline soit environ 3,7 %' de formaldéhyde par rapport à la gélatine, en maintenant la température à 60 t 5 C. On doit effectuer la coulée initiale de l'hydrogel naturel préconditionné comme ci-dessus pour préparer un produit stable à l'eau, rapidement après l'addition de l'agent de réticulation. lentilles de contact souples constituant des pansements éliminables. Avec une burette ou une pipette calibrée, on introduit avec précaution 4 gouttes du mélange ci-dessus dans des moules de verre spéciaux de 14 à 15 mm de diamètre dans les conditions de température ordinaire. L'épaisseur des lentilles de contact ainsi que leurs propriétés de réfraction dépendent des caractéristiques de concavité des moules et du nombre de gouttes ajoutées à une concentration donnée. On effectue le séchage à l'air, le blanchiment, le lavage, la déshydratation, le lavage et le séchage final à l'air comme décrit en détail dans l'exemple 1. On achéve ainsi la séquence de fabrication (on effectue ensuite 'E inspection, un biseautage éventuel des bords, un conditionnement, une stérilisation, etc.) de lentilles de contact souples limpides comme l'eau oui possèdent à l'état humide des propriétés qui les rendent idéales comme pansement ophtalmologiques élliminables. Par exemple les lentille ains préparées présentent un faible pouvoir abrasif à l'état numide ; lorsqu'on les place sur l'oeil avec un médicament, le mouvement des paupières sur le pansement érode progressivement le arasement si bien ou'il est entraîné par les larmes an 10 a 16 heures. De plus ces lentilles dthydro- gel ou des bandes de pellicule d'hydrogel lorsqu'elles sont saturées d'un médicament pour le traitement du glaucome tel que la pilocarpine ou le Timoptic (composition à base de maléate de tnmolol) peuvent remplacer les gouttes très visqueuses que l'on dépose sur le globe oculaire. EXEMPLE 4 On chauffe à 60 C 400 ml d'un gel limpide constitué d'un mélange de 200 ml d'une solution de gélatine à 10 % (ayant un poids moléculaire d'environ 50 000 et une opalescence de 275) et 200 ml de collagène bovin comestible partiellement hydrolysé (ayant un poids moléculaire d'environ 100 000) à 2 %. On ajoute à ce mélange en l'agitant de façon douce et régulière, 4 gouttes d'acide chlorhydrique 10 N pour porter le pli à 5,10. Immédiatement après, on ajoute au mélange en agitant énergiquement 8 ml (160 gouttes) de formaline soit environ 12,3 % de formaldéhyde par rapport à la protéine, en maintenant la température à 60 + 5 C. On doit effectuer la coulée initiale de l'hydrogel naturel préconditionné pour préparer un produit stable à l'eau rapidement après l'addition de l'agent de réticulation, Ct est-à-dire avant que la réaction de réticulation ait produit de laçon irréversible un gel solide impossible à couler. Pellicules ophtalmologiques durables et transPlants cornéens. kvec une burette ou une pipette calibrée, on dépose avec précaution 3 gouttes du mélange ci-dessus dans des moules standards en polyméthacrylate de Il mm de diamètre dans les conditions de température ordinaire. L'épaisseur de la lentille de contact ainsi que ses propriétés de réfraction sont déterminées par les caractéristiques de concavité des moules et le nombre des gouttes qu'on y introduit à une concentration donnée. On effectue le séchage à l'air, le blanchiment, le lavage, la déshydratation, le lavage et le séchage final à l'air comme décrit en détail dans l'exemple 1. EXEliPLE 5 On chauffe à 600C 400 ml d'un gel limpide constitué de 400 ml d'une solution à 10 %' de gélatine (ayant un poids moléculaire d'environ 50 000 et une opalescence de 225). On ajoute à ce mélange clair en agitant régulièrement 4 gouttes d'acide chlorhydrique 10 N pour porter le pH à 4,35. Immédiatement après, en agitant énergiquement le mélange, on ajoute 40 gouttes (2 ml) de formaline soit environ 1,85 % de formaldéhyde par rapport à la gélatine, en maintenant la température à 60 + 5 C. Hydrogels d'aSustement de la viscosité. On laisse ce produit reposer à la température ordinaire (250C) pendant au moins 15 minutes en poursuivant l'agitation pour obtenir une homogénéisation maximale dd processus de réticulation. On sèche ensuite l'hydrogel de préférence par séchage instantané par pulvérisation pour le transformer en particules fines. Sinon on peut étaler l'hydrogel sur des plateaux et le sécher lentement à l'air. Quel que soit le procédé de séchage utilisé, il est nécessaire d'abaisser la teneur en humidité, lors du stade de séchage, en utilisant des températures maximales de 30 à 350C à la pression atmosphérique, à une valeur ne dépassant pas 10 % et de préférence inférieure à 7 %. On plonge ensuite les particules sèches d'hydrogel de polymère protéique naturel dans une solution aqueuse diluée de peroxyde d'hydrogène classique pour usage domestique (3 azó en volume) pendant au minimum 1 heure à la température ordinaire (25 C). Ce stade est particulièrement efficace pour éliminer la couleur naturelle jaune brun ou brun clair caractéristique des protéines naturelles de poids moléculaire relativement faible qu'elles soient réticulées ou non. On soumet ensuite les particules d'hydrogel gonflé à un lavage à fond énergique avec de l'eau de préférence distillée, pour éliminer toutes les petites quantités résiduelles d'agent de réticulation et de peroxyde d'hydrogène. Après le traitement de lavage à fond ci-dessus, on introduit les particules d'hydrogel gonflé par l'eau dans de l'alcool éthylique du commerce (95 ,' en volume) non dénaturé ou dénaturé où on les laisse séjourner pendant au minimum 2 heures. A la fin du traitement de déshydratation par trempage dans l'alcool éthylique, on lave les particules d'hydrogel à fond avec de l'eau distillée pour éliminer toute trace d'alcool éthylique résiduel et de composés de dénaturation dans le cas où on utilise de l'alcool éthylique dénaturé. Il est important dans ce stade d'effectuer des lavages poussés, répétés dans de l'eau distillée, de préférence. On sèche ensuite lentement à l'air les amas d'hydrogel fortement gonflé limpide que l'on a relavés à fond, selon la séquence de séchage précédemment décrite qui consiste soit à les sécher par pulvérisation soit à les sécher à l'air jus qu à ce que la teneur en humidité résiduelle ne dépasse pas 10 / et soit de préférence inférieure à 7 %. Le produit obtenu est particulièrement utile lorsqu'il est gonflé dans des solutions ophtalmologiques aqueuses (par exemple des solutions de chlorhydrate de pilocarpine pour le traitement du glaucome) pour ajuster la viscosité et les propriétés d'écoulement. Surtout la structure interne du réseau fortement gonflé des particules d'hydrogel permet de prolonger l'action des composants médicamenteux auxquels elles sont associées. EXEDSIE 6 On chauffe à 600C 800 ml d1un gel limpide constitué de 600 ml d'une solution à 10 % de gélatine et de 200 ml d'un collagène comestible de boeuf partiellement hydrolysé (ayant un poids moléculaire d'environ 100 000) à 1 %. On ajoute à ce mélange en agitant doucement et régulièrement 10 gouttes d'acide Liornyarique 10 N pour porter le pH à 4,80. Immé diatement après, on ajoute au mélange en agitant énergiquement 18 ml d formaline soit environ 10,7 % de formaldéhyde par raport à la protéine, en maintenant la température à 60#5 C. Pellicules et pansements Dour brûlures et plaies. Immédiatement après avoir mélangé intimement la composition ci-desstis, on la désaère dans un dessicateur sous un vide ae 71O à 736 min lig pour éliminer lee bulles. On coule ensuite le mélange dans des capsules plates en Pyrex dont les dimensions correspondent aux dimensions finales désirées des pellicules. Par exemple pour préparer une pellicule ou un pansement circulaire, on peut utiliser une boite de Pétri tandis que pour préparer une pellicule rectangulaire, on peut utiliser une capsule rectangulaire de verre. On laisse l'hydrogel sécher lentement à la température ordinaire (environ 20 C) pendant au moins 24 heures pendant lesquelles la réaction de réticulation atteint pratiquement son achèvement. Selon l'épaisseur désirée de la pellicule, on peut poursuivre le séchage lent à l'air pendant une semaine ou plus jusqu a ce que la totalité de l'hydrogel ait été séchée avec une humidité résiduelle ne dépassant pas 10% et de préférence inférieure à 7 %. Pour réduire la durée de séchage, on peut, après 24 heures, placer le moule contenant la structure façonnée dans une étuve à circulation d'air. Si on désire produire une pellicule plaquée à un tissu ou incorporée à un tissu avec un tel hydrogel, on dépose régulièrement un tissu à mailles fines dans le moule avant à'y couler l'hydrogel liquide. On traite ensuite les pellicules coulées selon une succession de traitements comportant un blanchiment avec un agent oxydant (H2O2) ) puis un traitement selon des stades de déshydratation avec un solvant organique, etc. comme décrit pour la production des lentilles de contact présentant des propriétés physiques et chimiques remarquables dans l'exem- ple 1. EXEMPLE 7 Tubes, artères et autres structures. On coule un hydrogel désaéré ayant la composition dérite dans l'exemple 6 dans un moule concentrique pour for or un tube (ou une artère) le moule contenant ou non une matrice de tissu. On laisse la réaction de réticulation s'effectuer à la température ordinaire (250C) et à 58 % d'humidité relative pendant au moins 24 heures jusqu'à ce que la teneur en humidité ne dépasse pas 10 %. On retire l'hydrogel solide ou moule concentrique pour obtenir une structure tubulaire convenant comme prothèse artérielle. On soumet ensuite les tubes à un blanchiment, un lavage, une déshydratation, un lavage et un séchage final à l'air comme décrit en détail dans l'exemple 1. F.iPIE 8 Prothèses osseuses. La matière première utilisée pour produire des prothèses réticulées ou corticales à partir des hydrogels de polymères protéiques naturels stabilisés de l'invention a une composition iaentioue ou très voisine de celle décrite dans l'exemple 6. Une des différences principales est l'emploi d'acide phosphorique plutôt que d'acide chlorhydrique pour ajuster l'acidité de l'hydrogel avant l'addition de l'agent de réticulation. On disperse intimement des particules ou des cristaux de phosphate de calcium associés ou non à d'autres ions présents naturellement dans les os et les cartilages dans la solution de protéine naturelle non cristalline soluble dans l'eau initiale. Le produit obtenu est essentiellement un mélange physique intime et homogène des divers ingrédients et on peut lui incorporer divers ions pour accroître la dureté du produit avant l'addition des agents de réticulation des protéines décrits dans les exemples précédents. On peut former le phosphate de calcium par mélange de solutions d'un sel soluble de calcium tel que l'acétate de calcium et d'un phosphate soluble tel que le phosphate de sodium. Dans le cas où l'on ajoute d'autres sels et/ou d'autres ions tels que des ions fluorures ou carbonates, on peut incorporer aux solutions salines lors de la formation du phosphate de calcium, des sels solubles tels que le fluorure de calcium ou le carbonate de sodium. La structure précise des composés de type phosphate de calcium est complexe et dans la présente description le terme "phosphate de cal cium1, englobe le phosphate dicalcique, le phosphate tricalcique, le phosphate octacalcioue, l'hydroxy-apatite, la carbonate-apatite, la chlorapatite, la fluorapatite et leurs mélanges. Une modification de l'exemple 6 qui s'est révélée souhaitable pour produire des prothèses réticulées extrêmement poreuses, est le remplacement de l'eau utilisée comme solvant de la protéine par une solution aqueuse diluée de peroxyde d'hydrogène, par exemple une solution aqueuse à 1 en volume. Après dissolution de la protéine dans la solution diluée de peroxyde d'hydrogène, on incorpore à la solution de protéine une quantité suffisante d'une suspension aqueuse à 25 % en poids de phosphate de calcium pour obtenir des quantités approximativement égales de protéine et de phosphate de calcium On ajuste ensuite le pH avec de l'acIde phosphorique et on ajoute l'agent de'réticulation puis on agite énergiquement le mélange en maintenant la température à 60 + 50C. L'emploi d'une solution de peroxyde d'hydrogène comme solvant de la protéine provoque la formation de petites bulles dispersées uniformément lors de l'ajustement du pi et de l'addition de l'agent de réticulation ce qui produit, lors de la réticulation et du séchage, une structure de porosité uniforme. Dans certains cas, il peut être préférable de lyophiliser les compositions d'hydrogel à base de phosphate de calcium obtenues au lieu de les soumettre aux opérations habituelles de séchage à l'air décrites dans les exemples précédents. Dans tous les cas la séquence de séchage initial à une teneur en humidité ne dépassant pas 10 % et de préférence de 7 % ou moins suivi d'un trempage dans le peroxyde d'hydrogène (à 3 ,' en poids) et d'une déshydratation par un solvant organique comme décrit dans les # 1 et 6, 2 et 3 demeure souhaiteble pour qu'on obtienne une structure osseuse ayant des propriétés de résistance l'état humide durales. Par exemple lorsqu'on structures dans de l'eau, elles gonflent mais demesrent schérentes et ne se désintègrent pas. Ces produits contituent de nouvelles compositions permettant de produitre des structures utiles ressemblant au cartilage. à l'os et à l'ivoire. EXEMPLE 9 Fibres, produits textiles et fils de suture. La composition d'hydrogel de protéine soluble dans l'eau décrite dans l'exemple 6 constitue une matière premiere appropriée pour la production de nouvelles fibres que l'on peut transformer en de nombreux articles textiles classiques tels que des feuilles, des tissus, des mates, etc. Avant d'ajouter l'agent de réticulation, on pompe le g6 dans une chambre associée à un mécanisme capable d'extruder l'hydrogel à travers des filières pour former des fines ultrafines ou même des monofils ; cet appareillage est couramment utilisé pour produire la rayonne viscose. O maintient la température du gel à 60 + 5 C dans la chambre avant de le faire passer dans une pompe de mélange Ob - additionne ae la quantité appropriée d'agent de réticulation. On extrude les filaments en continu dans de longues chambres ae séchage cylindriques verticales où on les sèche à une teneur en humidité ne dépassant pas 10 % et de préférence Ge 7 % ou moins puis on les recueille sur des bc'ine ou sous forme d'écheveaux. après le stade initial de séchage précédemment décrit, on soumet les filets au traitement d'oxydation (par exemple avec H202), à la déshydrata ta as s n solvant organique, au lavage poussé final et au séchage de fnai selon des stades opératoires semblables à des exemples précédents. Ce fibres conviennent à diverses applications dans le domaine médical et le domaine des vêtements. Lorsqu'on les extrué soGs farine de filaments de faible diamètre, on peut les utiliser comme fils chirurgicaux pour suture. Bien entendu l'invention est susceptible de diverses variantes sans sortir de son cadre.

Claims: REN DIChTIONS 1. Procédé pour préparer une structure tridimensionnelle, caractérisé en ce qu'il consiste à former une solution aqueuse acide d'un polymère protéique, naturel, non cristallin, animal ou végétal ou d'un mélange de tels polymères, ces polymères ayant des poids moléculaires faibles ne dépassant pas 100 000, à chauffer la solution à une température d'environ 600C, à ajouter à la solution et à lui incorporer un agent de réticulation en maintenant la température de la solution à environ 60 C, à sécher la solution jusqu a ce que sa teneur en humidité ne dépasse pas 10 % à une température maximale d'environ 350C ou une température équivalente sous vide pour former une structure polymère réticulée, à soumettre cette structure à un lavage poussé par l'eau, à soumettre la structure ainsi lavée à une déshydratation par immersion dans un solvant organique miscible à l'eau, à soumettre la structure à un lavage poussé par l'eau et à sécher à nouveau la structure jusqu'à ce que sa teneur en humidité ne dépasse pas 10 %. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la solution aqueuse acide du polymère protéique a un pH d'environ 3,5 à environ 5,5. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le polymère protéique est une protéine animale. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le polymère protéique est la gélatine. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le polymère protéique est une protéine végétale. le liséece selon la revendication 1, caractérisé en ce à solution aqueuse acide du polymère protéique est une solution d'une protéine animale dans l'acide chlorhydrique queux avant un pH d'environ 3,5 à environ 5,5. 7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce -6le la solution aqueuse acide du polymère protéique est une solution d gélatine dans l'acide chlorhydrique aqueux ayant n pH d'emviron 3,5 à environ 5,5 et en ce que la quantité d'argent d±- réticulation est comprise entre environ 0,5 et environ 15 % par rapport au poids de la gélatine 8. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la solution aqueuse acide du polymère protéique est une solution de gélatine dans l'acide chlorhydrique aqueux ayant un pH d'environ 3,5 à environ 5,5, l'agent de réticulation est le formaldéhyde et la quantité de formaldéhyde ajoutée est comprise entre 0,5 et 15 % par rapport au poids de la gélatine 9. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'après séchage de la solution aqueuse acide du polymère contenant l'agent de réticulation pour former une structure polymère réticulée on plonge la structure dans une solution aqueuse d'un agent oxydant avant d'effectuer le lavage initial par l'eau. 10. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le solvant organique miscible à 1'eau est l'éthanol. 11. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la solution aqueuse acide du polymère protéique est une solution ae gélatine dans l'acide chlorhydrique aqueux ayant un pH d'environ 3,5 à environ 5,5, l'agent de réticulation est le formaldéhyde, et la quantité de formaldéhyde ajoutée est comprise entre 0,5 et 10 % par rapport au poids de la gélatine, en ce qu'après séchage de la solution pour former la structure polymère réticulée, on plonge la structure dans une solution aqueuse de peroxyde d'hydrogène avant d'effectuer le lavage initial par l'eau, et en ce que le solvant organique miscible à l'eau est l'éthanol. 12. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la solution aqueuse acide du polymère protéique est une solution d'une protéine animale dans l'acide chlorhydrique aqueux ayant un pH d'environ 3,5 à environ 5,5, on incorpore une suspension de phosphate de calcium à la solution acide avant l'addition de l'agent de réticulation, l'agent de réticulation est le formaldéhyde, la quantité de formaldéhyde ajoutée est comprise entre environ 0,5 et environ 15 % par rapport au poids de la protéine animale et le solvant org;a nique miscible à l'eau est l'éthanol. 13. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, un séchage est poussé jusqu'à ce que la teneur en humidité ne dépasse pas 7 %. 14. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on termine par un séchage à sec à.1200C. 15. Structure unitaire tridimensionnelle présentant des propriétés remarquables de résistance mécanique à l'état humide, caractérisée en ce qu'elle est constituée d'un polymère protéique naturel, non cristallin, animal ou végétal, réticulé, ou d'un mélange de tels polymères, ces polymères ayant un poids moléculaire faible ne dépassant pas 100 000, et en ce qu'on l'a préparée selon un procédé conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 14. 16. Structure unitaire tridimensionnelle selon la revendication 15, caractérisée en ce que le polymère est une protéine animale. 17. Structure unitaire tridimensionnelle selon la revendication 15, caractérisée en ce que le polymère est la gélatine. 18. Structure unitaire tridimensionnelle selon la revendication 15, caractérisée en ce que le polymère est une protéine végétale. 19. Structure unitaire tridimensionnelle selon la revendication 15, caractérisée en ce qu'elle contient du phosphate de calcium. 20. Lentille de contact souple, caractérisée en ce qu'on l'a préparée selon un procédé conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 14. Lentille de contact souple, caractérisée et ce qu' lle est ccnstituée d'un polymère protéique, naturel, non ristallin, animal ou végétal, réticulé, ou d'un mélange de tels polymères, ces polymères ayant un poids moléculaire pible ne dépassant pas 100 000.

Inventors: BATTISTA, ORLANDO A.
Applicants: ESSILOR INTERNATIONAL CIE GENERALE D'OPTIQUE
Application year: 1979
Main classification: C08J3
IPC codes: C08L89, C08H1, A61L27, G02B1, G02C7, A61L15, A61L17