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WO1992018172A1 - Utilisation de collagene reticule par un agent de reticulation pour la fabrication de fils de collagene destines a constituer un implant pour le comblement de tissus mous, et implant ainsi obtenu - Google Patents

Utilisation de collagene reticule par un agent de reticulation pour la fabrication de fils de collagene destines a constituer un implant pour le comblement de tissus mous, et implant ainsi obtenu Download PDF

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WO1992018172A1
WO1992018172A1 PCT/FR1992/000320 FR9200320W WO9218172A1 WO 1992018172 A1 WO1992018172 A1 WO 1992018172A1 FR 9200320 W FR9200320 W FR 9200320W WO 9218172 A1 WO9218172 A1 WO 9218172A1
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collagen
implant
cross
crosslinked
linked
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PCT/FR1992/000320
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Inventor
Nabil Abdul-Malak
Jean Fourcart
Alain Huc
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BASF Beauty Care Solutions France SAS
Original Assignee
Coletica SA
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    • A61F2310/00005—The prosthesis being constructed from a particular material
    • A61F2310/00365—Proteins; Polypeptides; Degradation products thereof

Definitions

  • crosslinked collagen by a crosslinking agent for the manufacture of collagen threads intended to constitute an implant for the soft tissue furnishing, and implant so obtained.
  • collagen is the one that provides the most satisfaction.
  • this protein even of animal origin, is generally well tolerated and its degradation rate is relatively slow.
  • collagen can be rid of its telopeptides, non-helical ends of peptide chains. This operation is carried out by enzymatic treatment and results in an increase in the solubility of the protein, which makes it possible to obtain more concentrated solutions.
  • the collagen thus transformed, thus called atelocollagen can still cause immunogenicity reactions in 3% of cases.
  • the object of the present invention is to solve the new technical problem consisting in providing a solution making it possible to provide a material for filling soft tissues which essentially does not have an immunogenicity reaction, and which has better filling power and a duration prolonged absorption.
  • the present invention makes it possible for the first time to resolve this new technical problem in a satisfactory, reliable, inexpensive manner which can be used on an industrial scale.
  • the present invention relates to the use of collagen crosslinked by a crosslinking agent, for the manufacture of collagen threads intended to constitute an implant for the filling of soft tissues.
  • crosslinking is carried out with a crosslinking rate such that there appears an increase of at least 15 ° C. in the denaturation temperature of the collagen relative to the native collagen, and even better at least 20 C.
  • the crosslinking agent can be chosen from any known collagen crosslinking agent. It may for example be an aldehyde such as a dialdehyde, in particular glutaraldehyde. However, preferably, the crosslinking agent is made up of diphenylphosphorylazide, or DPPA.
  • crosslinking process in itself is well known to those skilled in the art.
  • DPPA cross-linking process with DPPA
  • the crosslinking is carried out by an esterification of the carboxylic groups of collagen, then the esters are successively transformed into hydrazides, then into acylazides.
  • the acylazides finally react in basic medium with the amino functions of the side chains of collagen to give bonds of peptide type.
  • a native collagen essentially of type I it is preferred to use a native collagen essentially of type I. It is also possible, in certain cases, to use atelocollagen although this is not a preferred embodiment.
  • the present invention also covers implants for the filling of soft tissues, characterized in that they comprise one or more collagen threads crosslinked by a crosslinking agent.
  • the crosslinking agent is diphenylphosphorylazide or DPPA.
  • the crosslinking rate is provided to obtain an increase of at least 15 ° C in the denaturation temperature of the crosslinked collagen compared to the native collagen, and even better of at least 20 ° C.
  • Cross-linking with diphenylphosphorylazide is preferred because it has the major technical advantage over other cross-linking treatments with a tanning agent such as an aldehyde, of not introducing foreign chemical agents into the biomaterial, while conferring with protein (here collagen) very good protection against enzymatic degradation as well as remarkable biocompatibility, an immunogenicity reaction being observed only in extremely exceptional cases.
  • a tanning agent such as an aldehyde
  • a gel is prepared from skins of calves previously washed and depilated with a mixture of lime-sulfide (lime: 4%, sodium sulfide: 3%).
  • the ground material is then acidified with a 10% acetic acid solution, the amount of actic acid being 5% relative to the collagen.
  • the ground material is then kneaded in order to obtain a homogeneous paste.
  • This paste is then diluted to obtain a gel having a concentration of 1.5% in native collagen.
  • the wires obtained are air dried. After drying, they can have a diameter of between 0.15 mm and 2 mm depending on the die (a die of 1 mm in diameter gives a dry thread of about 0.15 mm in diameter).
  • the wires are incubated for 24 h at 4 ° C. in a solution of dimethylfor amide (DMF) containing 0.5% of diphenylphosphoryl azide (DPPA) (concentration expressed in volume / volume).
  • DMF dimethylfor amide
  • DPPA diphenylphosphoryl azide
  • the wires are then freed from DPPA by rinsing with DMF.
  • the DMF is then eliminated by rinsing with a borate buffer solution pH 8.9 (sodium tetraborate 0.04 M, boric acid 0.04 M).
  • the strands are finally incubated overnight in a borate buffer " pH 8.9, then are rinsed several times with water.
  • the wires are then air dried and sterilized by gamma irradiation at a dose of 25 kGy.
  • the technique is simple, it consists in implanting the tanned thread in the dermis.
  • the wire used has a diameter of 0.8 mm. ⁇ 5 To do this, two ways are essentially used:
  • the thread is introduced into the dermis at the level of the wrinkle using a special instrument, the thread puller.
  • This instrument consists of a stainless steel rod, mounted on a handle and terminated by an eye.
  • the thread puller is introduced under the skin through a small incision made perpendicular to the end of the wrinkle; it is then led by the surgeon, on the subcutaneous path of the wrinkle until the eye comes out at the other end.
  • the thread puller is brought back on the reverse path so that the thread is implanted all along the wrinkle.
  • the wire is cut using surgical scissors so that each of its ends remains buried under the skin.
  • the depression of the wrinkle is filled by the volume of the wire, it is only very difficult to detect with the eye.

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Abstract

L'invention concerne l'utilisation de collagène réticulé par un agent de réticulation pour la fabrication de fils de collagène destinés à constituer un implant pour le comblement des tissus mous. De préférence, le taux de réticulation est tel qu'il apparaît une augmentation d'au moins 15 °C dans la température de dénaturation du collagène réticulé par rapport au collagène natif. L'invention permet de réaliser un comblement des tissus mous tels que les rides présentant une moindre immunogénécité, un bon pouvoir de comblement et une durée de réparation longue.

Description

Utilisationdecollagène réticuléparunagentdereticulationpour la fabricationdefilsdecollagènedestinésàconstituerunimplant pourlecomblementdetissusmous,etimplantainsiobtenu.
On sait que l'âge moyen de la population des pays développés augmente sans cesse et que le souci de l'apparence chez chaque individu devient de plus en plus fort.
C'est pourquoi un nombre de plus en plus grand de personnes sont à la recherche de traitements permettant d'atténuer en général les effets de vieillissement sur la peau et de supprimer en particulier des défauts provenant des rides.
Le lissage des régions cutanées ridées peut être obtenu par applications régulières de produits cosmétiques. Mais les effets de tels traitements n'apparaissent seulement qu'à long terme et ne sont efficaces que sur les rides de faible importance. Pour les rides profondes, seul l'emploi de produits de comblement permet d'obtenir des réparations nettes immédiates.
Parmi les substances utilisées, le collagène est celle qui apporte le plus de satisfaction. En effet, cette protéine, même d'origine animale, est en général bien tolérée et sa vitesse de dégradation est relativement faible.
Malgré tout, chez certains individus, des réactions d'immunogénicité peuvent apparaître et le comblement obtenu disparaît entre six mois et un an après l'injection de l'implant intradermique collagénique. Afin d'améliorer sa biocompatibilité, le collagène peut être débarrassé de ses télopeptides, extrémités non hélicoïdales de chaînes peptidiques. Cette opération est réalisée par traitement enzymatique et entraîne une augmentation de la solubilité de la protéine, ce qui permet d'obtenir des solutions plus concentrées. Le collagène ainsi tranforme, ainsi appelé atélocollagène, peut encore entraîner des réactions d'immuno¬ génicité dans 3 % des cas.
L'importante viscosité des solutions collagéniques rend difficile l'injection de gels ayant des concentrations supérieures à 6 % en protéine. Il en résulte que le produit injecté renferme
FEUILLE DE REMPLACEE Ci M i 94 % d'eau et 6 % de collagène au maximum. De ce fait, le pouvoir de comblement est trop faible, en particulier dans le cas de rides importantes.
La présente invention a pour but de résoudre le nouveau problème technique consistant en la fourniture d'une solution permettant de fournir un matériau de comblement de tissus mous ne présentant essentiellement pas de réaction d'immunogénicité, et ayant un meilleur pouvoir de comblement et une durée de résorption prolongée.
La présente invention permet de résoudre pour la première fois ce nouveau problème technique de manière satisfaisante, fiable, peu coûteuse, utilisable à l'échelle industrielle.
Ainsi, selon un premier aspect, la présente invention concerne l'utilisation de collagène réticulé par un agent de reti¬ culation, pour la fabrication de fils de collagène destinés à constituer un implant pour le comblement des tissus mous.
Selon un mode de réalisation particulièrement préféré de l'invention, on réalise une reticulation avec un taux de reticula¬ tion tel qu'il apparaît une augmentation d'au moins 15 C dans la température de denaturation du collagène par rapport au collagène natif, et encore mieux d'au moins 20 C.
L'agent de reticulation peut être choisi parmi tout agent de reticulation de collagène connu. Il peut par exemple s'agir d'une aldéhyde comme une dialdéhyde, en particulier la glutar- aldéhyde. Mais, de préférence, l'agent de reticulation est consti¬ tué par le diphénylphosphorylazide, ou DPPA.
Le procédé de reticulation en lui-même est bien connu à l'homme de l'art. Pour un procédé de reticulation au DPPA, on peut se reporter à la demande précédente spécifique du déposant publiée sous le numéro FR-A-2645870, qui est incorporée ici par réfé¬ rence.
Il est généralement possible, dans le cadre de la présente invention d'utiliser un procédé de reticulation du collage par introduction de groupement azides sur les groupements carboxyliques des chaînes latérales du collagène tel que celui décrit dans le document FR-2617 855 également incorporé ici par référence.
Selon ce procédé, la reticulation est effectuée par une estérification des groupements carboxyliques du collagène, puis les esters sont successivement transformés en hydrazides, puis en acylazides. Les acylazides réagissent finalement en milieu basique avec les fonctions aminées des chaînes latérales du collagène pour donner des liaisons de type peptidique.
Comme collagène de départ, il est préféré d'utiliser un collagène natif essentiellement de type I. On peut également, dans certains cas, utiliser de l'atélocollagène bien que ceci ne soit pas un mode de réalisation préféré.
Selon un deuxième aspect, la présente invention couvre également des implants pour le comblement de tissus mous, caracté¬ risés en ce qu'ils comprennent un ou plusieurs fils de collagène réticulé par un agent de reticulation. De préférence, l'agent de reticulation est le diphénylphosphorylazide ou DPPA.
Comme indiqué précédemment, le taux de reticulation est prévu pour obtenir une augmentation d'au moins 15°C dans la tempé¬ rature de denaturation du collagène réticulé par rapport au colla- gène natif, et encore mieux d'au moins 20°C.
La reticulation au diphénylphosphorylazide est préférée car elle présente l'avantage technique majeur par rapport à d'autres traitements de reticulation avec un agent de tannage tel qu'une aldéhyde, de ne pas introduire d'agents chimiques étrangers dans le biomatériau, tout en conférant à la protéine (ici le collagène) une très bonne protection vis-è-vis de la dégradation enzymatique ainsi qu'une remarquable biocompatibilité, une réaction d'immunogénécité n'étant observée que dans des cas extrêmement exceptionnels.
La présente invention sera maintenant décrite plus en détail à l'aide d'un exemple de préparation d'un fil donné simple¬ ment à titre d'illustration et qui ne saurait donc en aucune façon limiter la portée de l'invention. Cet exemple est donné en référence à la figure unique annexée montrant les thermogrammes obtenus par Calorimétrie Différentielle Programmée (CDP) sur des fils de collagène réticulé selon l'invention et non réticulé ou
FEUILLE DE REMPLACEM collagène natif. On observe que la reticulation selon la présente invention permet d'obtenir une augmentation de la température de denaturation du collagène d'au moins environ 20 C.
Exemple de préparation d'un fil de collagène réticulé destiné à constituer un implant pour le comblement des tissus mous selon la présente invention
A - Extraction du collagène natif :
Un gel est préparé à partir de peaux de veaux préalable¬ ment lavées et épilées par un mélange de chaux-sulfure (chaux : 4 %, sulfure de sodium : 3 %).
Elles sont ensuite déchaulées dans un bain contenant du chlorure d'ammonium (2 %) et du métabisulfite de sodium (0,5 %) . Elles sont ensuite neutralisées, puis les sels sont éliminés par deux lavages à l'eau. Elles sont alors broyées, puis lavées par du tampon phosphate pH 7,8 (dihydrogénophosphate de potassium 0,78 g/1 et moπohydrogénophosphate disodique 21,7 g/1). Le phosphate est ensuite éliminé par deux lavages successifs à l'eau permutée.
Le broyât est alors acidifié par une solution d'acide acétique à 10 %, la quantité d'acide actique étant de 5 % par rapport au collagène. Le broyât est alors malaxé afin d'obtenir une pâte homogène. Cette pâte est ensuite diluée pour obtenir un gel ayant une concentration de 1,5 % en collagène natif.
B - Préparation des fils
Le gel obtenu est dégazé sous vide puis coulé (débit = 7 ml/min) sous pression à travers une filière dans une solution acétone ammoniaque (V/V 70/30) qui est renouvelée tous les 250 ml de gel.
Les fils obtenus sont séchés à l'air. Après séchage, ils peuvent avoir un diamètre compris entre 0,15 mm et 2 mm selon la filière (une filière de 1 mm de diamètre donne un fil sec d'environ 0,15 mm de diamètre).
FEUILLE DE REMPLACEMENT C - Reticulation chimique
Les fils sont incubés pour 24 h à 4°C dans une solution de diméthylfor amide (DMF) contenant 0,5 % de diphénylphosphoryl azide (DPPA) (concentration exprimée en volume/volume) .
05 Les fils sont ensuite débarrassés du DPPA par rinçage au DMF. Le DMF est ensuite éliminé par rinçage avec une solution tampon borate pH 8,9 (tétraborate de sodium 0,04 M, acide borique 0,04 M). Les fils sont finalement incubés pendant une nuit dans un tampon borate" pH 8,9, puis sont rincés plusieurs fois à l'eau
10 permutée avant d'être mis dans une solution aqueuse contenant 10 % de glycérol.
Les fils sont ensuite séchés à l'air et stérilisés par irradiation aux rayons gamma à la dose 25 kGy.
15 D - Stabilité-thermique
L'influence de la reticulation du fil par tannage a été mise en évidence par calorimètre différentielle à balayage. Cette dernière permet d'une part de mesurer la quantité de chaleur mise en jeu lors de la denaturation thermique du collagène et d'autre
20 part de déterminer les températures de début et de fin du phénomène de transformation de la structure. Plus ces températures seront élevées, plus la stabilité de la structure de la protéine sera importante. Ceci entraînera une meilleure résistance à la dégrada¬ tion enzymatique du biomatériau. ^5 Dans l'exemple, il est possible de constater que le tannage aux azides entraîne une augmentation de 20 C de la tempéra¬ ture de denaturation (Fig. 1). Il en résulte que le fil implanté aura une durée de résorption prolongée lorsqu'il sera implanté en situation intradermique. 30
E - Mode d'utilisation du fil réticulé comme implant de comblement de tissus mous (exemple : comblement des rides)
La technique est simple, elle consiste à implanter dans le derme le fil tanné. Le fil utilisé a un diamètre de 0,8 mm. ^5 Pour ce faire, deux voies sont essentiellement utilisées :
FEUILLE DE REMPLACEMENT - Introduction du fil au tire-fil
Le fil est introduit dans le derme au niveau de la ride à l'aide d'un instrument spécial, le tire-fil. Cet instrument est constitué d'une tige en acier inoxydable, montée sur un manche et terminée par un chas. Le tire-fil est introduit sous la peau par une petite incision réalisée perpendiculairement à l'extrémité de la ride ; il est ensuite conduit par le chirurgien, sur le trajet sous-cutané de la ride jusqu'à faire ressortir le chas à l'autre extrémité.
A ce moment, le fil est introduit dans le chas, le tire- fil est ramené sur le trajet inverse de façon que le fil se trouve implanté tout le long de la ride.
Pour terminer, le fil est coupé à l'aide de ciseaux chirurgicaux de façon que chacune de ses extrémités demeure enfouie sous la peau.
A l'issue de l'intervention, la dépression de la ride est comblée par le volume du fil, elle n'est plus que très difficile¬ ment décelable à l'oeil.
F - Résultats-d'implantation
Une série d'interventions menées sur 5 patientes au niveau des rides du sillon nasogénien, par implantation de fil de collagène réticulé par le DPPA d'un diamètre de 0,8 mm avec la méthode du tire-fil a donné les résultats suivants :
- Immédiatement après l'implantation, la tolérance est excellente ; aucune douleur ou inflammation anormale n'a pu être décelée chez les patientes traitées. Le résultat esthétique est très satisfaisant et les rides ont disparu ou sont considérablement estompées.
- A quatre mois, le fil est toujours parfaitement toléré et aucune différence esthétique n'est décelable en compa¬ raison du résultat immédiat.
FEUILLE DE REMPLACEMENT

Claims

REVENDICATIONS
1. Utilisation de collagène réticulé par un agent de reticulation pour la fabrication de fils de collagène destinés à constituer un implant pour le comblement des tissus mous.
2. Utilisation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le taux de reticulation est tel qu'il apparaît une augmenta¬ tion d'au moins 15°C dans la température de denaturation du colla¬ gène réticulé par rapport au collagène natif, et mieux d'au moins 20°C.
3. Utilisation selon la revendication 1 ou 2, caracté¬ risée en ce que l'agent de reticulation est choisi parmi une aldéhyde telle que la glutaraldéhyde, ou de préférence le diphényl¬ phosphorylazide ou DPPA.
4. Utilisation selon l'une des revendications l à 3, caractérisée en ce que le collagène est du collagène natif essentiellement de type I ou de l'atélocollagène.
5. Implant pour le comblement des tissus mous, caracté¬ risé en ce qu'il comprend au moins un fil de collagène réticulé par un agent de reticulation.
6. Implant selon la revendication 5, caractérisé en ce que le taux de reticulation du collagène fait apparaître une augmentation d'au moins 15°C dans la température de denaturation du collagène réticulé par rapport au collagène natif, et mieux d'au moins 20°C.
7. Implant selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que l'agent de reticulation est choisi parmi une aldéhyde, en particulier la glutaraldéhyde, ou de préférence le diphényl¬ phosphorylazide ou DPPA.
8. Implant selon l'une des revendications 5 à 7, carac¬ térisé en ce que le collagène est du collagène natif essentiellement de type I ou de l'atélocollagène.
FEUILLE DE REMPLACEMENT
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