FR2523588A1 - Emulsion polymerique stable capable de produire une surface non thrombogene et son procede de production - Google Patents

Abstract

COMPOSITION POLYMERIQUE STABLE OU EMULSION POUR PRODUIRE UNE SURFACE NON THROMBOGENE ET HEMOCOMPATIBLE AINSI QUE PROCEDE POUR SON OBTENTION. CETTE COMPOSITION COMPREND UN POLYURETHANE, UN POLYDIORGANOSILOXANE ET UN ETHER CYCLIQUE, LEDIT POLYDIORGANOSILOXANE ETANT DISPERSE, SOUS LA FORME DE PARTICULES AYANT UN DIAMETRE MOYEN DE 0,1 A 50 MICRONS DANS UNE SOLUTION DU POLYURETHANE DANS L'ETHER CYCLIQUE, ET UNE PARTIE, AU MOINS, DE LA SURFACE DESDITES PARTICULES ETANT RETICULEE. APPLICATION A TOUT DISPOSITIF COMPORTANT UNE SURFACE EN CONTACT AVEC DU SANG.

Description

La présente invention concerne une composition

une composition de polymère ayant des propriétés anti-throm-

bogènes et plus particulièrement un polymère de couchage ca-

pable de former une excellente surface non-thrombogène ayant

des propriétés, ainsi qu'un procédé pour produire un tel po-

lymère.

Au cours de ces dernières années, des dispo-

sitifs médicaux venant en contact avec le sang ont fait l'objet

d'un développement rapide en exploitant les propriétés des ma-

tières non-thrombogênes En effet, des propriétés anti-throm-

bogènes ou non-thrombogènes doivent être conférées aux dispo-

sitifs médicaux venant en contact avec le sang, comme c'est le cas des reins artificiels, des cathéters intravasculaires restant longtemps en place, des sacs ou poches à sang, et

des coeurs artificiels, exigent des propriétés anti-thrombo-

gènes particulièrement bonnes Or, jusqu'à présent, aucun

dispositif médical n'a été découvert qui satisfasse entière-

ment cette exigence.

Les copolymères séquences (souvent nommés "blocs polymères) du type des polydialkylsiloxane-polyuréthanes sont déjà connus comme ayant des propriétés anti-thrombogènes, comme c'est le cas de ceux décrits dans le brevet américain N 3 562 352 et dans la publication de brevet japonais Ne 8177/1980 Le brevet américain Ne 3 562 352 propose, comme composition hémocompatible, un bloc polymère, dans lequel les séquences ou "blocs" de polyuréthane sont unis à des blocs de polydialkylsiloxane par des liaisons silicium-azote Dans la publication de brevet japonais N 8177/1980 il est indiqué qu'une surface recouverte d'une couche d'un bloc polymère polydiméthylsiloxane-polyuréthane développe des propriétés antithrombogènes quand elle présente une microstructure

hétérogène composée de particules dont les dimensions se si-

tuent entre 0,1 et 3 microns Pour obtenir une telle micros-

tructure hétérogène, la substance polymérique est, de préfé-

rence, un bloc polymère; le bloc polymère en question présente

des propriétés anti-thrombogènes bien meilleures que le poly-

diméthylsiloxane ou le poyuréthane seul.

En vue de développer de meilleures matières

anti-thrombogènes, les présents inventeurs ont fait des re-

cherches sur les propriétés anti-thrombogènes du système polyuréthane polydiméthylsiloxane Au cours de ces recher- ches, ils ont trouvé qu'en dissolvant les deux polymères ci-dessus dans un éther cyclique, on obtient une émulsion homogène dans laquelle l'un des composants est séparé et est dispersé sous la forme de particules microscopiques quand lo la concentration totale en ces polymères dépasse une certaine valeur Une surface couchée avec cette émulsion présente, de manière surprenante des propriétés anti-thrombogènes bien meilleures que celles d'une surface recouverte d'une solution homogène de la composition avec une concentration totale

faible de ces deux polymères.

En conséquence, l'un des buts de l'invention est de fournir une composition polymère anti-thrombogène capable de produire une surface de contact avec le sang ayant d'excellentes propriétés anti-thrombogènes, ainsi qu'un procédépour la préparer Un dispositif médical ayant d'excellentes propriétés anti-thrombogènes peut ainsi être

produit en couvrant avec cette composition polymère la sur-

face de celui-ci venant en contact avec le sang.

La composition selonl'invention est caracté-

risée par le fait qu'il ne s'agit pas d'une solution parfaite de polydiorgano-siloxane et de polyuréthane dans de l'éther, mais d'une émulsion dans laquelle, par séparation des phases, le polydiorganosiloxane séparé en micro -phase est dispersé dans la solution en particules ayant un diamètre moyen compris entre 0,1 et 50 microns L'émulsion est tout & fait stable parce qu'une partie, au moins, de la surface des particules de polydiorganosiloxane est réticulée de façon a former une

surface stable sphérique et parce que le réseau de réticula-

tion présente des enchevêtrements de chaines de polyuréthane

interpénétrant.

Les substances polymériques pour constituer

l'émulsion de la composition selon l'invention sont le polyu-

r

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réthane et le polydiorganosiloxane Lorsqu'on dissout sépa-

rément le polyuréthane ou le polydiorganosiloxane dans un éther cyclique, tel que le tétrahydrofuranne, ou le dioxanne,

ou dans leur mélange, on obtient une solution claire et homo-

gène Par contre, quand on dissout ensemble le polyuthérane et le polydiorganosiloxane dans le solvant ci-dessus, il se produit souvent une séparation des micro-phases et le liquide résultant est blanc-laiteux Ce phénomène de séparation de

micro-phases apparaît quand la quantité totale des deux subs-

tances polyméricues augmente jusqu'à une certaine valeur et,

généralement, lorsque la concentration totale dépasse 3,5 %.

Lorsrue la concentration totale dépasse 4 %, on obtient généralement une émulsion blanc-laiteux Ce trouble est imputé à la formation de fines particules qui, se disperse

dans le milieu visqueux (le composant mer) de la solution.

Lequel de ces deux polymères devient le composant mer ou le

composant 11 e (séparé sous la forme de fines particules) dé-

pend du rapport entre les deux polymères Le plus souvent, le composant qui est présent-dans une plus grande proportion forme la mer et le composant en faible proportion se disperse

comme une Ile.

Diverses compositions ont été préparées en uti-

lisant un polydiorganosiloxane, un polyuréthane et un éther

cyclique, et on a examiné leurs propriétés anti-thrombogènes.

On a trouvé que des propriétés anti-thrombogènes excellentes

pouvaient être obtenues avec une surface couverte d'une émul-

sion laiteuse homogène qui a été préparée en augmentant la

quantité totale des deux polymères pour former de fines par-

ticules micro-séparées de polydiorcanosiloxane qui ont été stabilisées par réaction avec un agent de réticulation en

présence d'eau Les propriétés anti-thrombogènes de la sur-

face revêtue de cette émulsion ont été trouvée bien meilleures comparativement à une surface couverte d'une solution claire

ou limpide préparée en dissolvant les deux polymères en ques-

tion uniformément dans l'éther cyclique, avec des concentra-

tions totales faibles en ces deux polymères.

On a également constaté que la pellicule couchée

obtenue avec cette émulsion était tenace.

La plus importante particularité de la présente invention est que les dimensions des fines particules du

polydiorganosiloxane constituant le composant Ile a une in-

fluence importante sur les propriétés anti-thrombogènes ou

d'hémocompatibilité; lorsque la taille moyenne de ces parti-

cules dépasse 50 microns, il n'est possible d'obtenir une

surface présentant d'excellentes propriétés anti-thrombogènes.

Les dimensions de ces particules ne doivent pas dépasser 50 microns, étant, de préférence, 10 microns, et mieux encore microns, pour obtenir de très bonnes propriétés anti- thrombogènes.

Il doit être noté que pour obtenir les pro-

priétés souhaitées anti-thrombogènes ou d'hémocompatibilité ci-dessus, il est nécessaire que les fines particules en

émulsion de polydiorganosiloxane soient soumises à une réac-

tion de réticulation en présence d'eau Un simple mélange de ces mêmes composants sans réaction de réticulation ne présente

aucune propriété satisfaisante anti-thrombogène.

L'émulsion dans laquelle les particules de polydiorganosiloxane ayant la taille spécifiée ci-dessus sont dispersées, ne peut pas être maintenue thermodynamiquement

sous la forme d'une émulsion stable à moins de prendre cer-

taines mesures comme, par exemple, de l'agiter en continu.

Quand on utilise un simple mélange de polyuréthane et de polydiorganosiloxane dans un éther cyclique, on peut obtenir un type semblable d'émulsion en agitant continuellement, mais cette émulsion apparente est facilement détruite en cessant l'agitation Les fines particules dispersées, avec le temps s'agglomèrent et s'amalgament pour devenir plus grands et finalement, l'émulsion se sépare complètement en deux couches (une couche de polyuréthane ou phase inférieure et

une couche de polydiorganosiloxane ou phase supérieure.

La condition clé pour préparer avec succès une émulsion stable dans laquelle la taille des particules du polydiorganosiloxane est maintenue entre 0,1 à 50 microns, réside dans le fait qu'une partie, au moins, de la surface des particules de polydiorganosiloxane soit réticulée pour former une surface sphérique stable Il est Important selon la présente invention que cette réaction de réticulation soit

poursuivie dans l'émulsion finement dispersée en présence d'eau.

Le polydiorganosiloxane utilisé dans la présente invention est un polymère de silicone composé d'unités répon- dant à la formule générale suivante: R

R 2 "-

2

dans laquelle R 1 et R 2 représentent chacun un groupe alkyle,

un groupe aryle, un groupe alkenyle ou un groupe-d'hydrocar-

bure halogéné.

Le polydiméthylsiloxane peut être cité comme

étant l'exemple préféré Comme autres exemples, on peut in-

diquer le polydiéthylsiloxane, le polyméthylphénylsiloxane, les copolymères diméthylsiloxane/diphénylsiloxane, et le polyméthylphénylvinylsiloxane. Les polydiorganosiloxane utilisés selon la présente invention, doivent avoir des groupements actifs (par exemple, un groupe hydroxyle, un groupe acétate) qui

subissent une réaction de réticulation avec un agent réti-

culant dénommé RTV (vulcanisant à température ambiante) décrit ci-après Le polydiméthylsiloxane ayant des groupes terminaux -OH ou des groupes terminaux acétates est celui qui convientle mieux De préférence, le polydiméthylsiloxane a un poids moléculaire se situant entre 5000 et 200 000, et

mieux encore, entre 10 000 et 80 000.

Le polyuréthane utilisé selon cette invention n'est sujet à aucune restriction, sauf qu'il doit être soluble dans les éthers cycliques Les polyesters polyuréthanes et les polyéthers polyuréthanes, qui sont produits par des procédés décrits par exemple dans le brevet américain N 3 562 352,

peuvent être utilisés.

Comme exemples de polyesters polyuréthanes, on peut citer ceux obtenus par réaction de polyesters comportant des groupes terminaux hydroxylo avec des diisocyanates tels que le diisocyanate d'éhtylène, le diisocyanate de 2,4-tolylène

et le diisocyanate de diphenylméthane pour former un pré,-

lymère terminé par un isocyanate, puis par une réaction d'extension chalne pour former des polyuréthanes de haut

poids moléculaire Le polyester comportant des groupes termi-

naux hydroxylo peut être préparé en faisant réagir un ester

d'un glycol, tel que l'éthylène glycol ou le diéthylène gly-

col ou un polyol tel que le triméthylolpropane ou le glycérol avec un acide polycarboxylique tel que l'acide adipique ou succinique. Comme exemples de polyéthers polyuréthanes, on peut citer ceux obtenus en faisant réagir des polyéthers à groupes terminaux hydroxylo avec les dlisocyanates ci-dessus pour former des prépolymères ayant des groupes terminaux isocyanates, qui sont associés par allongement de chaînes

pour former des polyéthers polyuréthanes de haut poids mo-

léculaire Les polyéthers ayant des groupes terminaux hydro-

xylo sont les polymères d'un oxyde d'alkylène, tel que l'oxyde d'éthylène et l'oxyde 1,2-propylène, ou des copolymères

glycol ou le 1,2,6-hexanétriol ou un polymère du tétrahydro-

furanne,les hydrazines ou les glycols tel que l'éthylène glycol, le tétraméthylène Les diamines peuvent être utilisés

pour allonger les chaînes du polyuréthane selon l'invention.

Les polyesters ou polyéthers polyuréthanes

obtenus par réaction de prépolymères terminés par des ra-

dicaux isocyanato avec composés pour allonger les chaînes contenant des groupements terminaux hydroxylo conviennent particulièrement bien comme le polyuréthane utilisé dans l'invention. Selon un mode de réalisation préférée de l'invention, le rapport entre le polyuréthane et le polydiorganosiloxane

peut varier entre des limites étendues La quantité de poly-

diorganosiloxane présente dans le mélange est habituellement comprise, en poids, entre Ol et 50 %, de préférence entre 0,2 et 50 % et mieux encore entre 0,5 et 30 %, une proportion comprise entre 1 et 20 % en poids étant particulièrement préférable. Lorsque la quantité de polyuréthane descend

au-dessous de la limite inférieure indiquée ci-dessus, l'émul-

sion résultante ne donne pas un bon résultat, c'est-à-dire qu'elle donne une pellicule de couchage dont les propriétés

élastiques et la résistance sont médiocres Lorsque la pro-

portion du polydiorganosiloxane dépasse 50 % en poids, il

est très difficile d'ajuster la taille des particules dis-

persées du polydiorganosiloxane pour entrer dans les limites

spécifiées ci-dessus De plus, si la proportion du polydi-

organosiloxane est inférieure à 0,1 % en poids, on ne peut

pas obtenir les propriétés anti-thrombogènes espérées.

Pour réticuler, au moins partiellement une partie de la surface des particules de polydiorganosiloxane en conformité avec l'invention, il est nécessaire d'utiliser un agent de réticulation approprié Les agents de réticulation avantageux sont ceux de RTV qui se comportent comme des agents

de réticulation en présence d'eau à la température ambiante.

Ils ont des groupes actifs tels que = Si OH, = Si-CH=CH 2, = Si H, = Si OR (R=CH 3, C 2 H 5, etc) et = Si OCOR (R = CH 3, C 2 H 5,

etc) Comme exemples de tels agents, sont les composés répon-

dant à la formule générale Rn Si(OR')4-n' dans laquelle R

représente un groupe alkyle, un groupe aryle, etc, RJ repré-

sentant un groupe alkyle, un groupe acyle, etc, et N étant

0 ou 1 Des exemples typiques de tels composés sont le méthyl-

triacetoxysilane, éthyltriacetoxysialne, méthyltriméthoxysilane,

phényltriacetoxysilane, méthyltriméthoxysilane, éthyltriétho-

xysilane, phényltriéthoxysilane et triméthyltrifluoroacetoxy-

silane et les composés de silane comprenant le vinyltriacéto-

xysilane, vinyltriméthoxysilane, aminosilane, aminoxysilane,

et amidosilane Ces exemples ne sont pas limitatifs.

La quantité d'agents de réticulation utilisée est avantageusement comprise entre 2 et 20 %, en poids, de préférence entre 4 et 15 % en poids et mieux encore entre

6 et 10 % en pois, en se basant sur le polydiroganosiloxane.

Lorsque la quantité d'agent de réticulation est inférieure à

2 % en poids en se basant sur le polydiorganosiloxane, l'émul-

sion obtenue devient instable, et l'effet recherché par l'in-

vention ne peut pas être obtenu Par contre, lorsque la pro-

portion en cet agent est supérieure à 20 % en poids en se basant sur le polydiorganosiloxane, la réticulation devient excessive et on constate une gélification En conséquence,

cela doit être évité.

Lors de la mise en oeuvre pratique de la présente invention les solvants utilisés de la formation de l'émulsion doivent pouvoir être facilement éliminés de la pellicule de couchage, par évaporation ou lavage avec de l'eau, et, en conséquence De ce fait on préfère les solvants ayant un bas point d'ébullition par exemple inférieur à 110 C Il est avantageux d'utiliser des éthers cycliques solubles dans l'eau parce qu'ils peuvent être facilement éliminés par un lavage à l'eau Les solvants qui remplissent ces conditions sont des éthers cycliques tels que le tétrahydrofuranne et le dioxane L'anisol ayant un point d'ébullition élevé et l'éthyle éther ou le butyle éther qui sont insolubles dans l'eau, ne

conviennent pas Selon la présente invention, les éthers cycli-

ques utilisés comme solvants peuvent être employés suels ou

en mélanges Pour obtenir d'excellentes propriétés anti-

thrombogènes, il est préférable d'utiliser un mélange de tétra-

hydrofuranne et de dioxane Le rapport en poids préféré du dioxane sur le t 6 trahydrofuranne ne doit pas être supérieur à 1, étant de préférence compris entre 1/1 et 1/4 et mieux encore entre 1/1,5 et 1/3 Lorsque ce rapport dépasse 1, la

stabilité de l'émulsion devient médiocre Lorsqu'il est infé-

rieur à 1/4, les propriétés anti-thrombogènes de l'émulsion

sont réduites.

Un autre solvant, tel qu'un alcool, pourrait être incorporé dans l'éther dans une proportion n'affectant

pas considérablement la mise en pratique de la présente inven-

otion.

Pour préparer l'émulsion polymérique stable selon la présente invention, on mélange le polydiorganosiloxane et le polyuréthane dans les proportions indiquées ci-dessus avec l'éther cyclique de façon que la concentration totale de ces polymères soit de préférence, en poids, d'au moins 4 % et mieux encore entre 8 et 20 %, en se basant sur l'émulsion

résultante; un tel mélange doit être réalisé dans des condi-

tions spécifiques.

Pour disperser le polydiorganosiloxane séparé en micro-phase de telle sorte que la taille des particules

soient de 50 microns ou en-dessous, le mélange doit être agité.

Lorsqu'on utilise un agitateur ayant une force de cisaille-

ment normale, la taille des particules dispersées du polydi-

organosiloxane peut être réglée à 50 microns ou au-dessous.

Lorsqu'on désire une taille de particules dispersées de 20 microns ou audessous, afin d'obtenir une meilleure surface

anti-thrombogène, l'utilisation d'un agitateur ayant une gran-

de force de cisaillement, tel qu'un homogénéiseur, est sou-

haitable Il n'y a aucune restriction particulière en ce qui

concerne la température utilisée-au cours de la réaction.

Pour favoriser la dissolution des polymères, des températures

d'environ 40 'C sont préférables.

Le simple mélange des composants ci-dessus est très instalbe et la taille des particules dispersées de pol-ydiorganosiloxane devient de plus en plus importante avec le temps du fait que ces particules s'agglomèrent A l'arrêt

l'émulsion est traduite et se forme une solution claire com-

portant deux phases séparés dans laquelle la phase supérieure

est le polydiorganosiloxane et la phase inférieure le polyu-

réthane. Pour stabiliser l'émulsion résultante lorsque les particules dispersées ont la taille désirée et pour éviter que leur taille des particules désirées augmentent au cours du temps, il est nécessaire de réticuler, une partie, au moins,

de la surface des particules dispersées du polydiorganosiloxane.

Ceci peut être réalisé en ajoutant la quantité nécessaire dudit agent de réticulation à l'émulsion Il est très important que la réaction ci-dessus ait lieu en présence d'eau Dans des

conditions anhydres, ce même mélange conduirait à un copo-

lymère bloc de polydiorganosiloxane et de polyuréthane avec

une liaison silicium-azote comme décrit dans le brevet amé-

ricain N O 3 562 352 Cependant les inventeurs ont trouvé qu'en

présence d'eau une réaction fort différente a lieu En pré-

sence d'eau la réaction de réticulation se produit à partir de la surface des particules du polydiorganosiloxane dispersé ',, -a 10

et les réseaux réticulés retiennent les chaînes de polyuré-

thane de façon a former des réseaux de polymères s'inter-

pénétrant ce qui stabilise les particules dans l'émulsion.

La formation de réseaux de polymères s'interpénétrant entre le polydiorganosiloxane et le polyuréthane a la surface des

particules dispersées est étroitement en rapport avec l'excel-

lente hémocompatibilité et les propriétés anti-thrombogènes

extraordinaires obtenues par l'invention.

La quantité d'eau selon la présente invention est comprise entre 10 à 500 ppm, de préférence, entre 50 et 300 ppm, et mieux encore entre 100 et 200 ppm, la quantité

particulièrement préférée étant de 80 a 200 ppm.

La température de la réaction de réticulation est généralement de 10 A 100 'C, de préférence de 30 a 50 C. Des températures inférieures au point d'ébullition du solvant

utilisé sont appropriées.

Le temps de réaction est généralement d'au moins

1 heure mais ne dépasse pas deux semaines, étant, de préfé-

rence, compris entre 4 heures et 10 jours.

Quand on exécute la préparation de l'éulsion dans les conditions spécifiées ci-dessus, on obtient, de façon surprenante, une émulsion très stable De même, de façon-surprenante, celle-ci reste stable pendant une longue

période de temps sansemodification appréciable de ses pro-

priétés, contrairement à l'enseignement reçu en ce domaine.

Aucune explication précise n'a pu être trouvée

de la formation d'une telle émulsion stable dans les condi-

tions spécifiées ci-dessus Toutefois, les inventeurs ont trouvé que la surface des fines particules dispersées qui se forment par suite de la séparation des micro-phases, est

réticulée en formant une structure de réseau ayant une cer-

taine étendue, stabilisant ainsi la surface des particules, tandis que les groupes hydrophilo formés par l'hydrolyse des agents de réticulation sur les réseaux réticulés joue le rôle d'un agent tensio-actif qui tend à stabiliser la

surface des particules et à augmenter l'affinité des parti-

cules dispersées pour le composant mer dans le milieu de l'émulsion. En outre, comme cela a déjà été décrit, la surface réticulée s'enchevêtre avec les chaines moléculaires

du polyuréthane pour former des réseaux polymériques s'inter-

pénétrant avec les cha Ines de poiydiorganosiloxane, ce qui augmente l'affinité pour le composant met à la surface des

fines particules dispersées du polydiorganosiloxane.

Une pellicule ou un revêtement formé avec 1 'à l'émulsion polymérique stable de l'invention présente de très

bonnes propriétés anti-thrombogènes et une excellente compa-

tibilité avec le sang En conséquence, la surface revêtue formée par l'émulsion est très utile sur les dispositifs ayant une surface de contact avec le contact, comme, par exemple, des cathéters intravasculaires permanents, les cannules, les circuits sanguins extracorporels, les poches à sang, les appareils d'assistance ventriculaire, les coeurs artificiels, etc Etant donné que ce revêtement présente d'excellentes propriétés mécaniques et élastiques, il est particulièrement bien adapté pour former un élément en contact avec le sang qui est soumis a des plusations incessantes, comme c'est le cas dans les coeurs artificiels ou dans les

pompes à ballon intraortiques.

Les exemples qui suivent, qui en présentent

aucun caractère limitatif, feront mieux comprendre les par-

ticularités de l'invention: Exemple de référence 1 On prépare par un procédé connu un prépolymère

ayant des radicaux terminaux isocyanato à partir de polypro-

pylene glycol ayant un poids moléculaire moyen de 1200 et de méthylènebis ( 4-phénylisocyanate) Ensuite, on prépare,

à partir de ce prépolymère, un polyéther polyuréthane en uti-

lisant du tétraméthylglycol comme allongeur de chaîne On dissout le polyuréthane résultant ( 91 parties en poids) et 9 parites de polydiméthylsiloxane (poids moléculaire 45 000) ayant des radicaux terminaux hydroxylo à 40 "C en agitant dans

un solvant constitué par un mélange de dioxane et de tétra-

hydrofuranne (rapport en poids 1/2) qui a été déshydraté de façon à réduire sa teneur en eau au-dessous de 8 ppm On obtient ainsi une solution visqueuse (concentration en polymère 13 % en poids) (solution 1) Cette solution 1 a une teneur en eau finale de 9,5 ppm On divise la solution 1 en deux parties A la première partie, on aoute 6,8 % en poids, en

se basant sur le polydiméthylsiloxane, de mxéthyltriacétoxy-

silanne, puis on laisse le mélange réagir à 40 'C pendant 12

heures en agitant afin de former une solution (solution 2).

Les solutions 1 et 2, immédiatement après avoir été préparées, se présentent comme des liquides visqueux non-transparents Une observation au microscope optique montre

que ces liquides sont des émulsions dans lesuqelles des par-

ticules (composées principalement de polydiméthylsiloxane)

ayant une taille moyenne de 6 microns sont dispersées.

Lorsqu'on arrête l'agitateur et qu'on laisse les

solutions 1 et 2 reposées à la température ambiante, on cons-

tate que les particules grossissent rapidement avec le temps.

Après un jour, la taille moyenne des particules augmente jusqu'à 50 microns et que les particules ont tendance à grossir davantage En fin de compte, les solutions ont une tendance

à être moins opaques avec le temps.

Deux jours plus tard, la solution 1 se sépare en deux couches, la couche supérieure étant constituée par une solution transparente de polydiméthylsiloxane La solution 2 a été un peu plus stable que la solution 1 Mais trois jours plus tard, l'émulsion est complètement détruite et la solution 2 est également séparée en deux couches Les couches ainsi séparées contituées par des solutions de polyuréthane (couche inférieure) et de polydiméthylsiloxane (couche supérieure)

sont toutes deux transparentes.

Exemple 1

Dans cet exemple, on utilise la même composition de polymères que dans l'exemple de référence 1, mais on règle la teneur en eau du système de réaction Plus précisément, on

ajuste la teneur en eau du mélange polymérique à 160 ppm.

* A la solution résultante, on ajoute 6,8 % en poids de méthyl-

triacétoxysilane qui a été distillé juste avant emploi, et on agite le mélange à 400 C La réaction se poursuit à 40 'C

pendant 62 heures en agitant.

L'aspect du produit de réaction résultant est semblable à celui de la solution 1 immédiatement après réaction

dans l'exemple de référence l et les particules de polydi-

méthylsiloxane sont de dimensions uniformes, leur taille moyen-

ne étant de 6 microns Il est intéressant de noter que cette émulsion est de façon inattendue très stable et reste stable pendant 6 mois sans agitation, et que la taille des particules du polydiméthylsiloxane dispersées étaient presque uniformes

et en moyenne, de 6 microns sur une longue période.

Pour définir la stabilité de l'émulsion, la solution est placée dans un tube capillaire et centrifugée à 10 000 g pendant 30 minutes L'émulsion de cet'exemple est stable comme cela est prouvé par le fait que les particules

restent quasi inchangées Par ailleurs, la taille des parti-

cules de l'émulsion selon l'exemple de référence 1 commence à augmenter dès que la force de centrifugation est de 1 000 G pendant 10 minutes; après 20 minutes, l'émulsion est détruite

et forme deux couches transparentes.

Exemple 2 On prépare un prépolymère terminé par des grou-

pes isocyanato à partir de polyéthylène glycol (poids molé-

culaire moyen 500) et de diisocynate de toluène, puis on allonge sa chatne en utilisant comme agent d'allongement l'éthylène glycol afin de préparer du polyuréthane On dissout à la température ambiante, en agitant, ce polyuréthane ( 74

parties en poids) et 26 parties en poids de polydiméthyl-

siloxane (poids moléculaire 36 000) ayant des groupes ter-

minaux acétate, dans un solvant complètement déshydraté cons-

titué par un mélange de dioxane et de tétrahydrofuranne

(rapport en poids 1/3) afin de préparer une solution vis-

queuse ayant une concentration en polymère de 9 % en poids.

On ajoute de l'eau de façon à régler la teneur en eau de la solution à 120 ppm On ajoute à la solution résultante 20 ppm de diméthyldiacétoxysilane, puis on agite le mélange à 360 C

pendant 80 heures.

La composition résultante forme une émulsion légèrement non tranparente dans laquelle sont dispersées des particules composées principalement de polydiméthylsiloxane et de solvant ayant un diamètre moyen de 3,5 microns Cette émulsion est très stable et ne présente pas de changement après 6 mois Un test de centrifugation pour cette émulsion ( 10 000 G, 30 minutes) montre que l'émulsion reste inchangée et qu'on n'observe aucune tendance à l'accroissement de la

taille des particules.

Exemple de référence 2 On ajoute à un mélange de tétrahydrofuranne et de dioxane (rapport en poids 2/1) une partie en poids de polydimêthylsiloxane ayant un poids moléculaire de 60 000 et 9 parites en poids de polyéther polyuréthane ayant un poids moléculaire de 86 000 Jusqu'à ce que la concentration en polymère atteigne 3 % en poids, le mélange est légèrement opaque mais presque uniforme Le mélange a une teneur en eau de 620 ppm Quand la concentration en polymère dépasse 4 % en poids, le polydiméthylsiloxane se sépare et se disperse

sous la forme de fines particules Sous agitation, ces par-

ticules ont un diamètre moyen de 5,6 microns Ce système est instable, et quand on arrête l'agitation, les particules de polydiméthylsiloxane dispersées se regroupent et deviennent plus grosses, et les dimensions des particules dispersées deviennent irrégulières En laissant reposer pendant une semaine, la solution de polydiméthylsiloxane se rassemble à la partie supérieure du système et après trois jours Le système se sépare en deux phases qui comprennent des produits

gélatineux non uniformes.

Exemple 3

On dissout dans 83 parites en poids d'un sol-

vant composé de tétrahydrofuranne et de dioxane (rapport en poids 2/1), une partie en poids de polydiméthylsiloxane ayant un pois moléculaire de 60 000 et comportant aux deux

extrémités des groupes hydroxylo et 9 parties du même poly-

éther polyuréthane que celui utilisé dans l'exemple de ré-

férence 2 Avant de procéder à la dissolution, on ajuste la teneur en eau du solvant à 120 ppm La concentration du polymère est d'environ 12 % en poids Dans le mélange le polydiméthylsiloxane est dispersé sous la forme de fines particules ayant un diamètre moyen de 4,5 microns On ajoute goutte à goutte à la solution résultante, en agitant, à 35 C et au cours d'environ une heure, une solution composée de 0,1 parite en poids de méthyltriacétoxysilane dans 17 parties en poids d'un mélange 2/1 de tétrahydrofuranne et de dioxane afin d'initier la réaction Après cette addition, on agite en continu le mélange à 35 C pendant 24 heures Au bout de 24 heures, on constate que la teneur en eau de la solution a diminuée à 60 ppm Ceci indique que le méthyltriacétoxysilane

a réagi comme un agent de réticulation.

L'émulsion polymérique résultante est trouvée très stable et les particules de celle-ci ont un diamètre moyen de 4,5 microns En la laissant reposer pendant 5 mois, cette composition n'a pas du tout varié et est restée une émulsion stable Mime en appliquant une force centrifuge de 000 G, l'émulsion n'est pas détruite, ni les particules dissociées. Exemple de référence 3 On procède à nouveau comme précédemment à l'exemple 3, sauf qu'on règle la teneur en eau du système

à 8 ppm.

Le système résultant a une stabilité médiocre et après avoir reposé pendant un mois, on constate qu'il est

devenu non-uniforme ou hétérogène et on observe une gélifi-

cation indésirable Après 1,5 mois, le système se sépare en deux couches La couche supérieure est composée principalement

de polydiméthylsiloxane.

Exemple de référence 4 On répète la procédure de l'exemple 3, sauf

qu'on ajuste la teneur en eau du système à 6 000 ppm.

Au bout d'un certain temps, l'émulsion ré-

sultante commence à former une substance analogue à un gel

fin, et après un mois, cette gelée flotte à la partie supé-

rieure du système.

Exemple 4

On dissout dans un mélange 1/1 de tétrahydro-

furanne et de dioxane 13 parties en poids d'un polyuréthane thermoplastique du commerce (ESTANE 5714 marque d'un produit de la société B F Goodrich Chemical Company) afin de former une solution ayant une concentration en polymère de 10 % en

poids et une teneur en eau à 200 ppm.

D'autre part, on dissout dans le même solvant mixte (ayant une teneur en eau de 60 ppm), trois parties en poids de polydiméthylsiloxane terminées par des groupes acétate et ayant un pois moléculaire d'environ 65 000, de façon que la concentration en polymère atteigne 10 % en poids, puis on ajoute 0,2 partie en poids de méthyltriacétoxysilane

afin de former une solution uniforme.

Tout en agitant la solution de polyuréthane, on y ajoute goutte à goutte à 30 'C en l'espace de 2 heures, la solution ci-dessus contenant le méthyltriacétoxysilane et le polydiméthylsiloxane, puis on laisse le mélange réagir

à 38 C pendant 48 heures en agitant.

L'émulsion résultante est très stable et les particules qui la composent, ont un diamètre moyen de 2,4 microns Elle reste stable meme après 6 mois et ne change

aucunement.

Par contre, quand on déshydrate le système de façon à réduire sa teneur en eau au-dessous de 10 ppm,

on obtient une émulsion instable qui se sépare en deux cou-

ches si on la laisse reposer pendant 2 mois 2 mois De plus, au cours du temps les particules de l'émulsion s'associent et grossissent Ainsi la taille des particules de l'émulsion

devient non-uniforme (entre 20 microns et 80 microns).

Lorsqu'on règle la teneur en eau au-dessus de 500 ppm au commencement de la réaction, il se forme une

substance semblable à un gel lorsqu'on laisse reposer pen-

dant une longue période de temps (plus de 2 semaines).

Exemple 5

On confectionne un coeur artificiel du type

sac en utilisant du chlorure de polyvinyle plastifié con-

tenant 80 % en poids de dioctyle phthalate par rapport au chlorure de polyvinyle On couvre la face intérieure de ce coeur artificiel avec l'émulsion polymérique obtenue dans les exemples 1, 2 ou 3 Le coeur artificiel résultant est testé branchant en dérivation sur le ventricule gauche du coeur d'une chèvre Môme après deux semaines, on ne constate

la présence d'aucun thrombus à l'intérieur de celui-ci.

Par contre, lorsque la face intérieure du coeur artificiel est couverte d'une composition non-uniforme obtenue dans les exemples de référence 1, 2 ou 3 et qu'on soumet ce coeur artificiel aux mêmes essais, on constate la formation de thrombus sur une partie de la face intérieure

de celui-ci.

Les éminentes propriétés anti-thrombogènes

sont mises en évidence par le test de Lee-White Plus pré-

cisément, les émulsions des exemples 1, 2 et 3 présente un temps de coagulation du sang supérieur à 75 minutes, -15 alors que les solutions selon les exemples de référence 1 et 3 présente un temps de coagulation du sang inférieur

à 30 minutes dans le test Lee-White.

Claims (13)

REVENDICATIONS

1 Composition polymérique stable ou émulsion capable de produire une surface non-thrombogène, caractérisée en ce qu'elle comprend un polyuréthane, un poludiorganosiloxane

et un éther cyclique, ledit polydiorganosiloxane étant dis-

pers 6, sous la forme de particules ayant un diamètre de 0,1 à 50 microns dans une solution du polyuréthane dans l'éther cyclique, et une partie, au moins, de la surface desdites

particules étant réticulées.

2 Composition polymérique selon la revendica-

tion 1, caractérisée en ce que la quantité totale de polyu-

réthane et de polydiorganosiloxane est d'au moins 4 % en poids en se basant sur le poids de ladite composition, et en

ce que la quantité de polydiorganosiloxane est comprise en-

tre 0,1 et 50 % en poids en se basant sur le poids total de

celui-ci et du polyuréthane.

3 Composition selon la revendication 1, ca-

ractérisée en ce que le polyuréthane est choisi dans le groupe compreant les polyéthers polyuréthane et les polyesters

polyuréthane.

4 Composition selon la revendication l a-_____.

ractérisée en ce que le polydiorganosiloxane se compose d'unités de formule générale suivante:

R

+ Si R 2 dans laquelle R 1 et R 2 représentent chacun un groupe alkyle, un groupe aryle, un groupe alkényle ou un groupe hydrocarbure

halogén 6.

Composition selon la revendication 1 ou 3,

caractérisée en ce que le polyuréthane est obtenu en allon-

geant la chaîne d'un prépolym Are ayant des groupes isocyanate aux extrémités de la chaîne moléculaire à l'aide d'un composé

contenant des groupes hydroxy.

6 Composition selon la revendication 1 ou 4,

caractérisée en ce que le polydiorganosiloxane a aux extré-

mités de sa chaîne moléculaire un groupe actif choisi parmi

les groupes hydroxy, acétate et vinyle.

7 Composition selon la revendication 1, ca-

ractérisée en ce que l'éther cyclique est choisi parmi le tétrahydrofuranne et le dioxane.

8 Procédé pour préparer une composition poly-

mérique stable capable de produire une surface anti-thrombo-

gène, caractérisé en ce qu'il consiste à disperser un poly-

diorganosiloxane ayant un groupe terminal hydroxy ou acétate

sous la forme de fines particules dans une solution de polyu-

réthane dans un éther cyclique afin de former une émulsion et à faire réagir le polydiorganosiloxane avec un agent de

réticulaition pour réticuler une partie, au moins, de la sur-

face des particules en présence de 10 à 500 ppm d'eau.

9 Procédé selon la revendication 8, carac-

térisé en ce que la concentration totale de polyuréthane et de polydiorganosiloxane est d'au moins 4 % en poids, en se

basant sur le poids de la composition, et en ce que la con-

centration du polydiorganosiloxane est comprise entre 0,1 et 50 % en poids en se basant sur le poids total de celui-ci

et du polyuréthane.

Procédé selon la revendication 8, carac-

térisé en ce que le poiyuréthane est choisi parmi les poly-

éthers polyuréthanes et les polyesters polyuréthanes.

1 il Procédé selon la revendication 8, carac-

térisé en ce que le polydiorganosiloxane se compose d'unités de formule générale suivante R 1 t Si R 2 o R 1 et R 2 représentent chacun un groupe alkyle, aryle,

alkényle ou un groupe d'hydrocarbure halogéné.

12 Procédé selon la revendication 8 ou 10, caractérisé en ce qu'on obtient le polyuréthane en allongeant la chaîne d'un prépolymère ayant des groupes isocyanates aux extrémités de sa chaîne moléculaire, à l'aide d'un composé

contenant des groupes hydroxy.

13 Procédé selon la revendication 8 ou 11, ca-

ractérisé en ce que le polydiorganosiloxane comporte, aux extrémités de sa chaîne moléculaire, un groupe actif choisi parmi les groupes hydroxy, acétate et vinyle. 14 Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'éther cyclique choisi est le tétrahydrofuranne

ou le dioxane.

Pellicule formée en utilisant la composition

de la revendication 1.

16 Revêtement formé avec la composition de la

revendication 1.

17 Dispositif ayant une surface en contact avec

le sang qui est formée par un revêtement formé avec la compo-

sition de la revendication 1 -