[go: up one dir, main page]

WO2021260319A1 - Passive device for generating oxygen - Google Patents

Passive device for generating oxygen Download PDF

Info

Publication number
WO2021260319A1
WO2021260319A1 PCT/FR2021/051135 FR2021051135W WO2021260319A1 WO 2021260319 A1 WO2021260319 A1 WO 2021260319A1 FR 2021051135 W FR2021051135 W FR 2021051135W WO 2021260319 A1 WO2021260319 A1 WO 2021260319A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
water
enclosure
spc
oxygen
generating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/FR2021/051135
Other languages
French (fr)
Inventor
Vincent Faucheux
Aurélien AUGER
Philippe Capron
Jérôme Delmas
Isabelle Rougeaux
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Commissariat a lEnergie Atomique CEA, Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA filed Critical Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Publication of WO2021260319A1 publication Critical patent/WO2021260319A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B13/00Oxygen; Ozone; Oxides or hydroxides in general
    • C01B13/02Preparation of oxygen
    • C01B13/0203Preparation of oxygen from inorganic compounds
    • C01B13/0207Water
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01NPRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N1/00Preservation of bodies of humans or animals, or parts thereof
    • A01N1/10Preservation of living parts
    • A01N1/14Mechanical aspects of preservation; Apparatus or containers therefor
    • A01N1/142Apparatus
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B13/00Oxygen; Ozone; Oxides or hydroxides in general
    • C01B13/02Preparation of oxygen
    • C01B13/0203Preparation of oxygen from inorganic compounds
    • C01B13/0211Peroxy compounds

Definitions

  • the present invention relates to the general field of oxygen generation systems.
  • the invention relates to a passive device for generating oxygen.
  • the invention also relates to a method for generating dioxygen using such a device.
  • the invention finds applications in many industrial fields, and in particular for the manufacture of submerged sensors operating using a fuel cell or even in the medical field.
  • the invention is particularly advantageous since it makes it possible to generate oxygen passively over long periods (typically several months).
  • microcapsules formed from a semi-permeable membrane containing living cells, oxygen-generating particles, as well as an aqueous medium or a hydrogel are used to avoid releases. immunology of transplanted cells.
  • the semi-permeable membrane allows, for example, the passage of nutrients or biologically active molecules from the exterior to the interior of the microcapsule and the passage of active agents secreted by living cells from the interior to the exterior. of the microcapsule.
  • the membrane is, for example, polyamine.
  • Generating particles oxygen contain a biodegradable polymer as well as a hydrogen peroxide, an inorganic peroxide or a compound comprising hydrogen peroxide.
  • it can be calcium peroxide, magnesium peroxide, sodium peroxide, sodium percarbonate, benzyl peroxide or combinations thereof. It is possible to generate a flow of oxygen over 6 days, using 1500 capsules based on CaÜ 2 or Mg0 2 . However, the flow obtained is discontinuous.
  • alginate microcapsules 250 to 600 ⁇ m in diameter, containing a perfluorocarbon (PFC) as well as an oxygen-generating substance on contact with water can be used to feed cells. in O 2 during transplantation.
  • the oxygen-generating substance is, for example, selected from an inorganic peroxide, such as calcium peroxide, and an inorganic percarbonate, such as sodium percarbonate.
  • Microcapsules are made from an aqueous solution of alginate. The generation of oxygen is studied over periods of up to 2 hours.
  • a substrate for cells, tissues and / or organs comprises a material which generates oxygen on contact with water and a membrane permeable to water and oxygen.
  • the water diffuses through the membrane to the material which generates oxygen, which in turn diffuses through the membrane to the exterior of the device.
  • This material can be a metal peroxide, such as sodium peroxide Na 2O2 , calcium peroxide or urea peroxide.
  • the generation of oxygen is studied over periods of up to 400 min.
  • compositions capable of generating oxygen comprises a hydrophobic fluid as well as peroxide nanoparticles capable of generating, on contact with water, oxygen or a hydrogen peroxide.
  • the water diffuses through the hydrophobic fluid to the nanoparticles.
  • the peroxide nanoparticles can be an inorganic peroxide (for example a sodium peroxide), a hydrogen peroxide-urea (UHP) or a sodium percarbonate Na 2 C0 3 .1,5H 2 0 2 .
  • the composition can be encapsulated in a membrane allowing, on the one hand, the passage of water from the outside to the nanoparticles and, on the other hand, the passage of oxygen or hydrogen peroxide formed within the membrane to the outside.
  • the generation of oxygen is also carried out over short periods (of the order of 200 minutes).
  • These different devices generate oxygen by hydrolysis from water coming from the external environment and diffusing through a membrane or through a hydrophobic fluid to particular nanoparticles / microcapsules. This operation allows the flow control of 0 2 .
  • the oxygen flows are linked to surface exchange kinetics to allow, first, the diffusion of water molecules then the diffusion of oxygen.
  • the kinetics therefore depend, on the one hand, on the size of these nanoparticles / microcapsules and, on the other hand, on the progress of the reactions. This results in non-constant flow rates and relatively short reaction times (typically less than a week or even less than a day).
  • the correlation between the oxygen flow rate and the shape of the oxygen-generating materials prevents the use of these devices for long-term applications (greater than a month, or even greater than a year) and / or requiring constant O flow rates. 2 .
  • An aim of the present invention is to provide a passive device allowing the generation of a continuous flow (with a nominal value of ⁇ 10%) of oxygen, preferably over periods of several months or even several years.
  • the present invention provides a passive device for generating O 2 comprising an enclosure provided with walls, impermeable to water and oxygen, and an evacuation element, allowing the evacuation of dioxygen, and preventing the penetration of water into the enclosure, the enclosure further comprising sodium percarbonate (SPC) of formula Na 2 C0 3 .1,5H 2 0 2 and water with a molar ratio n ( H 2 0) / n (SPC) greater than or equal to 0 and less than or equal to 1.
  • SPC sodium percarbonate
  • SPC sodium percarbonate
  • the device is based on:
  • the evacuation element is a capillary, which prevents the diffusion of water out of the enclosure.
  • the evacuation element contains a hydrophobic material, which prevents the diffusion of water from outside into the reservoir (diffusion against the flow of oxygen). This also prevents water from being drained out of the enclosure.
  • the evacuation element comprises a semi-permeable membrane.
  • semi-permeable is meant that liquids (in particular water) cannot diffuse through the membrane and that gases (in particular dioxygen) can diffuse through the membrane.
  • the semi-permeable membrane is made of polyvinylidene fluoride (or PVDF for “PolyVinyliDene Fluoride”) or of polyetherimide (PEI).
  • the enclosure comprises a hydrophilic material.
  • the hydrophilic material is a zeolite or a polymer.
  • the largest dimension of the enclosure is less than 5cm.
  • the molar ratio n (H 2 0) / n (SPC) is strictly greater than 0.
  • the molar ratio n (H 2 0) / n (SPC) is equal to 0.
  • the system overcomes the problems of kinetics of surface exchanges, which releases the constraint on the size of the elements (particles / capsules) releasing GO 2 , and therefore allows the use of larger quantities of material, and therefore address applications requiring oxygen flow rates over long periods (typically greater than a month).
  • the invention also relates to a method for generating O 2 comprising the following successive steps:
  • the temperature is greater than or equal to 32 ° C and less than 107 ° C, for example from 32 ° C to 45 ° C, or from 34 ° C to 53 ° C or from 36 ° C to 40 ° C, whereby dioxygen and Na 2 C0 3 .1H 2 0 and / or Na C0 3 .7H 0 are formed.
  • the temperature is ambient temperature (20-25 ° C).
  • the device is heated to a temperature ranging from 36 ° C to 40 ° C.
  • the invention also relates to a method for oxygenating a tissue, an organ and / or cells which have been extracted from a human body or from an animal body, comprising the following successive steps:
  • the temperature is greater than or equal to 32 ° C and less than 107 ° C, for example from 32 ° C to 45 ° C, or from 34 ° C to 53 ° C, whereby dioxygen and Na2CO3.1H20 are formed. and / or Na2CO3.7H20.
  • the temperature ranges from 36 ° C to 40 ° C.
  • FIG. 1 schematically represents a device for generating oxygen according to a particular embodiment of the invention.
  • FIG. 2 is a graph showing the flux of 2 for 25 days at 40 ° C of an SPC / H2O mixture containing different amounts of water, according to different embodiments of the invention.
  • FIG. 3 is a graph representing the volume of O 2 over 80 days for an H2O / SPC mixture, the molar ratio of which is 0.3 according to a particular embodiment of the invention.
  • Figure 4 is a graph showing the volume of O2 for 52 days at 38 ° C for an anhydrous SPC compound, according to a particular embodiment of the invention.
  • Fig. 5 is a graph showing the volume of 2 per gram of SPC for 25 days for one anhydrous SPC compound, and for two SPC / H2O mixtures containing different amounts of water, according to different embodiments of the invention.
  • the invention is particularly advantageous for applications requiring a miniaturized device capable of generating low constant 2 flow rates over long periods in a passive manner.
  • the invention finds applications in the medical field or also in the field of submerged sensors operating using a fuel cell.
  • FIG. 1 showing a device for generating O2.
  • the device for passively generating dioxygen comprises an enclosure 1 in which is placed the material 2 generating the dioxygen and water.
  • the material 2 generating the dioxygen is sodium percarbonate
  • H2O / SPC molar ratio ranges from 0 to 1. Preferably, it is strictly greater than 0.
  • Sodium percarbonate decomposes by thermolysis and / or by hydrolysis.
  • thermolysis The decomposition by thermolysis is thermally activated. It is carried out according to equation (1):
  • thermolysis reaction (1) is the kinetically limiting step.
  • reaction (3) Depending on the working temperature, the water produced by the decomposition of hydrogen peroxide (reaction (2)) then hydrates the by-product Na2CÜ3 resulting from thermolysis, to form compounds of formula Na2C03.xH20 and / or hydrolyze the SPC compound.
  • reaction (3) combining thermolysis and rehydration of the by-products of thermolysis is:
  • thermodynamic equilibria of the compound Na2CO3xH20 have been described by Gronvold et al. (“Thermodynamic properties and phase transitions of known hydrates between 270 and 400 K II. Na2C ⁇ 3 ⁇ H2O and Na2C ⁇ 3 ⁇ IOH2O”, J. Chem. Thermodynamics 1983, 15, 881-889):
  • thermolysis we find the same thermodynamic equilibria as those described previously for thermolysis.
  • the water generated or integrated in the initial state hydrates the Na 2 C0 3 and is not found in the state of free water. A hydrolysis reaction around 38 ° C can also take place.
  • the dioxygen-generating material 2 is integrated in an enclosure 1.
  • the enclosure 1 is an enclosure whose only opening is an evacuation element 3 (also called gas outlet) to ensure the diffusion of oxygen from the inside. from the enclosure to the outside of the enclosure.
  • the evacuation element 3 prevents the escape of water in liquid form.
  • the evacuation element 3 is preferably a capillary.
  • the capillary has an outer diameter and an inner diameter.
  • the internal diameter is preferably less than 100 ⁇ m. It goes, for example, from 10 to 50pm.
  • the enclosure 1 comprises several walls that are impermeable to liquids (in particular to water) and, preferably, to gases.
  • a hydrophobic material is positioned at the level of the evacuation element 3 to avoid the introduction of water from the outside of the enclosure 1 to the inside of the enclosure 1. It is possible, for example, to choose as the hydrophobic material polypropylene (PP), polyethylene (PE) or polytetrafluoroethylene (PTFE).
  • PP polypropylene
  • PE polyethylene
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • a membrane 4 is positioned at the level of the evacuation element 3 to prevent the diffusion of water from the outside of the enclosure 1 towards the inside of the enclosure 1.
  • the membrane 4 is semi-permeable.
  • the semi-permeable membrane 4 is placed inside the capillary.
  • the membrane 4 is preferably made of polyetherimide (PEI) or of polyvinylidene fluoride (PVDF).
  • the enclosure 1 can, in addition, comprise a material absorbing water or a desiccant to capture the residual water and limit / prevent the reaction by hydrolysis (in particular for temperatures above 40 ° C for which x is equal to 0 where x is close to zero (typically less than 1) or to decrease oxygen fluxes (for temperatures below 40 ° C).
  • the water-absorbent material is, for example, a zeolite, a silica gel, a clay, a molecular sieve, calcium chloride, calcium sulfate or a so-called absorbent polymer, for example sodium polyacrylate.
  • water-absorbent material is meant a material which can absorb from 1 to 1000 times their mass of water, for example 1g of material can absorb at least 10g of water.
  • the operation may be based solely on thermolysis.
  • the hydrophilic material can encapsulate the SPC and / or the water.
  • the hydrophilic material can be mixed with the SPC and / or with the water.
  • the hydrophilic material is positioned in the evacuation element 3.
  • the enclosure 1 can also be provided with a water reservoir to promote the hydrolysis reaction and thus to increase the flow of O 2 .
  • the water release flow must also be constant.
  • This water reservoir can be a silica gel saturated with water.
  • the method for generating O2 using a device as described above comprises at least one step during which the device is brought (by heating or cooling it) to the desired temperature.
  • the desired temperature may, for example, be between 0 ° C and 107 ° C, whereby dioxygen is formed.
  • the temperature is above 25 ° C.
  • the device is advantageously heated to a temperature above 32 ° C, for example from 37 ° C to 38 ° C.
  • the device is heated to a temperature of 38 ° C ⁇ 2 ° C.
  • the device can be incorporated into a sensor. It may be, for example, an immersed sensor operating with a fuel cell.
  • the device can be in contact with an element or positioned in an element whose temperature oscillates around 38 ° C.
  • the invention also relates to a method of oxygenating a body tissue, an organ and / or cells taken, comprising a step during which the body tissue, the organ and / or the cells taken are positioned in contact with the device as defined above whereby the body tissue, the organ and / or the cells removed are oxygenated by the oxygen generated by the device.
  • This oxygenation process is, for example, carried out at a temperature ranging from 20 ° C to 41 ° C, for example from 35 ° C to 41 ° C or from 20 ° C to 40 ° C, even more preferably from 36 ° C to 40 ° C and even more preferably from 37 ° C to 39 ° C.
  • water / SPC compounds containing different amounts of water (water / SPC molar ratio of 7, 3.5 and 0.3) are placed in a sealed enclosure 1.
  • the flow of O 2 was measured for 25 days for these different water / SPC compounds (FIG. 2).
  • enclosure 1 contains an H2O / SPC mixture, the molar ratio of which is 0.3.
  • a capillary 3 with an internal diameter of 100 microns allows the release of GO2 to the outside.
  • a semi-permeable membrane 4 of porous polymer of the polyvinylidene fluoride (PVDF) type is introduced into the capillary 3 to ensure the diffusion of I ⁇ 2 without the diffusion of water into the chamber 1.
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • the change in the Ü2 pressure of an enclosure 1 containing an anhydrous SPC compound 2 was observed for 52 days at 38 ° C (Figure 4).
  • the continuous pressure increase in the reservoir corresponds to a flow rate of 30 nL / min / g SPC ⁇ 10%. This flow rate is 30 times lower than in the case of pre-hydrated materials.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)

Abstract

Passive device for generating O2, comprising a chamber (1) provided with walls that are resistant to water and oxygen, and a discharge element (3) for discharging oxygen and preventing water from penetrating into the chamber, the chamber (1) further comprising sodium percarbonate (SPC) (2) of formula Na2CO3.1,5H2O2 and water with a molar ratio n(H2O)/n(SPC) greater than or equal to 0 and lower than or equal to 1.

Description

DISPOSITIF PASSIF DE GENERATION DE DIOXYGENE PASSIVE DIOXYGEN GENERATION DEVICE

DESCRIPTIONDESCRIPTION

DOMAINE TECHNIQUE TECHNICAL AREA

La présente invention se rapporte au domaine général des systèmes de génération d'oxygène. The present invention relates to the general field of oxygen generation systems.

L'invention concerne un dispositif passif pour générer du dioxygène.The invention relates to a passive device for generating oxygen.

L'invention concerne également un procédé de génération de dioxygène mettant en œuvre un tel dispositif. The invention also relates to a method for generating dioxygen using such a device.

L'invention trouve des applications dans de nombreux domaines industriels, et notamment pour la fabrication de capteurs immergés fonctionnant à l'aide d'une pile à combustible ou encore dans le domaine médical. The invention finds applications in many industrial fields, and in particular for the manufacture of submerged sensors operating using a fuel cell or even in the medical field.

L'invention est particulièrement intéressante puisqu'elle permet de générer du dioxygène de manière passive sur de longues durées (typiquement plusieurs mois). The invention is particularly advantageous since it makes it possible to generate oxygen passively over long periods (typically several months).

ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE STATE OF THE PRIOR ART

Actuellement, pour éviter des rejets immunologiques de cellules transplantées, pour alimenter des cellules en O2 lors d'une transplantation ou encore lors du transport d'organes en vue d'une transplantation, des dispositifs miniaturisés générant du dioxygène sont utilisés. Currently, to avoid immunological rejection of transplanted cells, to supply cells with O2 during transplantation or even during the transport of organs with a view to transplantation, miniaturized devices generating dioxygen are used.

Par exemple, dans le document WO 2013/023013 Al, des microcapsules formées d'une membrane semi-perméable contenant des cellules vivantes, des particules génératrices d'oxygène, ainsi qu'un milieu aqueux ou un hydrogel, sont utilisées pour éviter des rejets immunologiques de cellules transplantées. La membrane semi- perméable permet, par exemple, le passage des nutriments ou de molécules biologiquement actives depuis l'extérieur vers l'intérieur de la microcapsule et le passage d'agents actifs sécrétés par les cellules vivantes de l'intérieur vers l'extérieur de la microcapsule. La membrane est, par exemple, en polyamine. Les particules génératrices d'oxygène contiennent un polymère biodégradable ainsi qu'un peroxyde d'hydrogène, un peroxyde inorganique ou un composé comprenant du peroxyde d'hydrogène. Par exemple, il peut s'agir de peroxyde de calcium, de peroxyde de magnésium, de peroxyde de sodium, de percarbonate de sodium, de benzylpéroxyde ou de leurs combinaisons. Il est possible de générer un flux de dioxygène sur 6 jours, en utilisant 1500 capsules à base de CaÜ2 ou Mg02. Cependant, le flux obtenu est discontinu. For example, in document WO 2013/023013 A1, microcapsules formed from a semi-permeable membrane containing living cells, oxygen-generating particles, as well as an aqueous medium or a hydrogel, are used to avoid releases. immunology of transplanted cells. The semi-permeable membrane allows, for example, the passage of nutrients or biologically active molecules from the exterior to the interior of the microcapsule and the passage of active agents secreted by living cells from the interior to the exterior. of the microcapsule. The membrane is, for example, polyamine. Generating particles oxygen contain a biodegradable polymer as well as a hydrogen peroxide, an inorganic peroxide or a compound comprising hydrogen peroxide. For example, it can be calcium peroxide, magnesium peroxide, sodium peroxide, sodium percarbonate, benzyl peroxide or combinations thereof. It is possible to generate a flow of oxygen over 6 days, using 1500 capsules based on CaÜ 2 or Mg0 2 . However, the flow obtained is discontinuous.

Dans le document WO 2017/024076 Al, des microcapsules d'alginate de 250 à 600 pm de diamètre, contenant un perfluorocarbure (PFC) ainsi qu'une substance générant de l'oxygène au contact de l'eau peuvent servir à alimenter des cellules en O2 lors d'une transplantation. La substance générant de l'oxygène est, par exemple, choisie parmi un peroxyde inorganique, comme du calcium peroxyde, et un percarbonate inorganique, tel que le sodium percarbonate. Les microcapsules sont fabriquées à partir d'une solution aqueuse d'alginate. La génération de dioxygène est étudiée sur des durées allant jusqu'à 2h. In WO 2017/024076 A1, alginate microcapsules 250 to 600 µm in diameter, containing a perfluorocarbon (PFC) as well as an oxygen-generating substance on contact with water can be used to feed cells. in O 2 during transplantation. The oxygen-generating substance is, for example, selected from an inorganic peroxide, such as calcium peroxide, and an inorganic percarbonate, such as sodium percarbonate. Microcapsules are made from an aqueous solution of alginate. The generation of oxygen is studied over periods of up to 2 hours.

Dans le document WO 2018/187831 Al, un substrat pour des cellules, des tissus et/ou des organes est décrit. Le substrat comprend un matériau générant de l'oxygène au contact de l'eau ainsi qu'une membrane perméable à l'eau et au dioxygène. L'eau diffuse à travers la membrane jusqu'au matériau qui génère de l'oxygène, qui diffuse à son tour à travers la membrane jusqu'à l'extérieur du dispositif. Ce matériau peut être un peroxyde métallique, tel que le peroxyde de sodium Na2Û2, du peroxyde de calcium ou du peroxyde d'urée. La génération de dioxygène est étudiée sur des durées allant jusqu'à 400 min. In WO 2018/187831 A1 a substrate for cells, tissues and / or organs is described. The substrate comprises a material which generates oxygen on contact with water and a membrane permeable to water and oxygen. The water diffuses through the membrane to the material which generates oxygen, which in turn diffuses through the membrane to the exterior of the device. This material can be a metal peroxide, such as sodium peroxide Na 2O2 , calcium peroxide or urea peroxide. The generation of oxygen is studied over periods of up to 400 min.

Finalement, dans le document WO 2007/134304 Al, une composition pouvant générer de l'oxygène est décrite. Cette composition comprend un fluide hydrophobe ainsi que des nanoparticules de peroxyde pouvant générer, au contact de l'eau, de l'oxygène ou un peroxyde d'hydrogène. L'eau diffuse à travers le fluide hydrophobe jusqu'aux nanoparticules. Les nanoparticules de peroxyde peuvent être en un peroxyde inorganique (par exemple un peroxyde de sodium), un peroxyde d'hydrogène-urée (UHP) ou encore un percarbonate de sodium Na2C03.1,5H202. La composition peut être encapsulée dans une membrane permettant, d'une part, le passage de l'eau depuis l'extérieur jusqu'aux nanoparticules et, d'autre part, le passage de l'oxygène ou du peroxyde d'hydrogène formé au sein de la membrane vers l'extérieur. La génération de dioxygène est également réalisée sur de courtes durées (de l'ordre de 200 minutes). Ces différents dispositifs génèrent de l'oxygène par hydrolyse à partir d'eau provenant du milieu extérieur et diffusant à travers une membrane ou à travers un fluide hydrophobe jusqu'à des nanoparticules/microcapsules particulières. Ce fonctionnement permet le contrôle du débit d'02. Finally, in document WO 2007/134304 A1, a composition capable of generating oxygen is described. This composition comprises a hydrophobic fluid as well as peroxide nanoparticles capable of generating, on contact with water, oxygen or a hydrogen peroxide. The water diffuses through the hydrophobic fluid to the nanoparticles. The peroxide nanoparticles can be an inorganic peroxide (for example a sodium peroxide), a hydrogen peroxide-urea (UHP) or a sodium percarbonate Na 2 C0 3 .1,5H 2 0 2 . The composition can be encapsulated in a membrane allowing, on the one hand, the passage of water from the outside to the nanoparticles and, on the other hand, the passage of oxygen or hydrogen peroxide formed within the membrane to the outside. The generation of oxygen is also carried out over short periods (of the order of 200 minutes). These different devices generate oxygen by hydrolysis from water coming from the external environment and diffusing through a membrane or through a hydrophobic fluid to particular nanoparticles / microcapsules. This operation allows the flow control of 0 2 .

Néanmoins, les débits d'oxygène sont liés à des cinétiques d'échanges de surface pour permettre, en premier, la diffusion de molécules d'eau puis la diffusion du dioxygène. Les cinétiques dépendent donc, d'une part, de la taille de ces nanoparticules/microcapsules et, d'autre part, de l'état d'avancement des réactions. Ceci entraîne des débits non constants et des temps de réaction relativement courts (typiquement inférieur à une semaine voire inférieure à une journée). La corrélation entre le débit d'oxygène et la forme des matériaux générant l'oxygène, empêche une utilisation de ces dispositifs pour des applications longues durées (supérieures à un mois, voire supérieures à un an) et/ou nécessitant des débits constants en O2. Nevertheless, the oxygen flows are linked to surface exchange kinetics to allow, first, the diffusion of water molecules then the diffusion of oxygen. The kinetics therefore depend, on the one hand, on the size of these nanoparticles / microcapsules and, on the other hand, on the progress of the reactions. This results in non-constant flow rates and relatively short reaction times (typically less than a week or even less than a day). The correlation between the oxygen flow rate and the shape of the oxygen-generating materials prevents the use of these devices for long-term applications (greater than a month, or even greater than a year) and / or requiring constant O flow rates. 2 .

EXPOSÉ DE L'INVENTION DISCLOSURE OF THE INVENTION

Un but de la présente invention est de proposer un dispositif passif permettant la génération d'un flux continu (avec une valeur nominale de ±10%) d'oxygène, de préférence, sur des périodes de plusieurs mois voire de plusieurs années. An aim of the present invention is to provide a passive device allowing the generation of a continuous flow (with a nominal value of ± 10%) of oxygen, preferably over periods of several months or even several years.

Pour cela, la présente invention propose un dispositif passif de génération de O2 comprenant une enceinte munie de parois, étanches à l'eau et au dioxygène, et d'un élément d'évacuation, permettant l'évacuation de dioxygène, et empêchant la pénétration d'eau au sein de l'enceinte, l'enceinte comprenant, en outre, du percarbonate de sodium (SPC) de formule Na2C03.1,5H202 et de l'eau avec un rapport molaire n(H20)/n(SPC) supérieur ou égal à 0 et inférieur ou égal à 1. For this, the present invention provides a passive device for generating O 2 comprising an enclosure provided with walls, impermeable to water and oxygen, and an evacuation element, allowing the evacuation of dioxygen, and preventing the penetration of water into the enclosure, the enclosure further comprising sodium percarbonate (SPC) of formula Na 2 C0 3 .1,5H 2 0 2 and water with a molar ratio n ( H 2 0) / n (SPC) greater than or equal to 0 and less than or equal to 1.

Par paroi étanche, on entend que l'eau et les gaz ne peuvent pas traverser les parois de l'enceinte. L'invention se distingue fondamentalement de l'art antérieur par l'intégration de percarbonate de sodium (SPC). Le SPC peut être préhydraté de manière à contenir initialement la quantité d'eau nécessaire à la génération et à la régulation du flux d'oxygène. Le dispositif fonctionne de manière passive. The term “sealed wall” is understood to mean that water and gases cannot pass through the walls of the enclosure. The invention differs fundamentally from the prior art by the integration of sodium percarbonate (SPC). SPC can be prehydrated so as to initially contain the amount of water necessary for the generation and regulation of oxygen flow. The device operates passively.

Le dispositif est basé sur : The device is based on:

- des réactions de thermolyse (rapport molaire n(H20)/n(SPC) égal à 0),- thermolysis reactions (n (H 2 0) / n (SPC) molar ratio equal to 0),

OU WHERE

- des réactions de thermolyse et d'hydrolyse (rapport molaire n(H20)/n(SPC) strictement supérieur à 0). - reactions of thermolysis and hydrolysis (molar ratio n (H 2 0) / n (SPC) strictly greater than 0).

De plus, avec une telle quantité d'eau initialement présente dans l'enceinte (rapport molaire n(H20)/n(SPC) supérieur ou égal à 0 et inférieur ou égal à 1), on peut : In addition, with such a quantity of water initially present in the enclosure (n (H 2 0) / n (SPC) molar ratio greater than or equal to 0 and less than or equal to 1), it is possible:

- générer un flux d'oxygène constant (avec une valeur nominale de ±- generate a constant oxygen flow (with a nominal value of ±

10%), 10%),

- déterminer la valeur de ce flux en fonction du ratio molaire, - determine the value of this flux as a function of the molar ratio,

- fixer la durée de ce flux en fonction des quantités initiales utilisées.- fix the duration of this flow according to the initial quantities used.

Au contraire, dans l'art antérieur, l'apport d'eau au système de génération d'oxygène provient d'une source externe par diffusion à travers une membrane semi-perméable. Ceci ne permet pas de contrôler précisément l'apport d'eau et donc de générer un flux constant et/ou sur de longues durées. On the contrary, in the prior art, the supply of water to the oxygen generation system comes from an external source by diffusion through a semi-permeable membrane. This does not make it possible to precisely control the water supply and therefore to generate a constant flow and / or over long periods.

Avantageusement, l'élément d'évacuation est un capillaire, ce qui évite la diffusion d'eau hors de l'enceinte. Advantageously, the evacuation element is a capillary, which prevents the diffusion of water out of the enclosure.

Selon une variante de réalisation avantageuse, l'élément d'évacuation contient un matériau hydrophobe, ce qui évite la diffusion d'eau provenant de l'extérieur dans le réservoir (diffusion à contre-flux par rapport à l'oxygène). Cela évite également l'évacuation d'eau hors de l'enceinte. According to an advantageous variant embodiment, the evacuation element contains a hydrophobic material, which prevents the diffusion of water from outside into the reservoir (diffusion against the flow of oxygen). This also prevents water from being drained out of the enclosure.

Selon une autre variante de réalisation avantageuse, l'élément d'évacuation comporte une membrane semi-perméable. Par semi-perméable, on entend que les liquides (en particulier l'eau) ne peuvent pas diffuser à travers la membrane et que les gaz (en particulier le dioxygène) peuvent diffuser à travers la membrane. Avantageusement, la membrane semi-perméable est en polyfluorure de vinylidène (ou PVDF pour « PolyVinyliDene Fluoride ») ou en polyétherimide (PEI). According to another advantageous variant embodiment, the evacuation element comprises a semi-permeable membrane. By semi-permeable is meant that liquids (in particular water) cannot diffuse through the membrane and that gases (in particular dioxygen) can diffuse through the membrane. Advantageously, the semi-permeable membrane is made of polyvinylidene fluoride (or PVDF for “PolyVinyliDene Fluoride”) or of polyetherimide (PEI).

Avantageusement, l'enceinte comprend un matériau hydrophile. Avantageusement, le matériau hydrophile est une zéolithe ou un polymère. Advantageously, the enclosure comprises a hydrophilic material. Advantageously, the hydrophilic material is a zeolite or a polymer.

Avantageusement, la plus grande dimension de l'enceinte est inférieure à 5cm. Advantageously, the largest dimension of the enclosure is less than 5cm.

Selon une variante de réalisation avantageuse, le rapport molaire n(H20)/n(SPC) est strictement supérieur à 0. According to an advantageous variant embodiment, the molar ratio n (H 2 0) / n (SPC) is strictly greater than 0.

Selon une autre variante de réalisation avantageuse, le rapport molaire n(H20)/n(SPC) est égal à 0. According to another advantageous variant embodiment, the molar ratio n (H 2 0) / n (SPC) is equal to 0.

Le dispositif selon l'invention présente de nombreux avantages : The device according to the invention has many advantages:

- un flux continu et constant d'oxygène est assuré, - a continuous and constant flow of oxygen is ensured,

- le système s'affranchit des problématiques de cinétiques d'échanges de surface, ce qui libère la contrainte sur la taille des éléments (particules/capsules) libérant GO2, et permet donc d'utiliser des quantités de matière plus importantes, et donc d'adresser des applications nécessitant des débits d'oxygène sur de longues périodes (typiquement supérieures à un mois). - the system overcomes the problems of kinetics of surface exchanges, which releases the constraint on the size of the elements (particles / capsules) releasing GO 2 , and therefore allows the use of larger quantities of material, and therefore address applications requiring oxygen flow rates over long periods (typically greater than a month).

L'invention concerne également un procédé de génération de O2 comprenant les étapes successives suivantes : The invention also relates to a method for generating O 2 comprising the following successive steps:

- fournir un dispositif passif de génération de O2 tel que défini précédemment, - provide a passive O 2 generation device as defined above,

- chauffer ou refroidir le dispositif à une température supérieure ou égale à 0°C et inférieure à 107°C, moyennant quoi on forme du dioxygène. - heating or cooling the device to a temperature greater than or equal to 0 ° C and less than 107 ° C, whereby dioxygen is formed.

Selon une première variante de réalisation, la température est supérieure ou égale 32°C et inférieure à 107°C, par exemple de 32°C à 45°C, ou de 34°C à 53°C ou de 36°C à 40°C, moyennant quoi on forme du dioxygène et Na2C03.1H20 et/ou Na C03.7H 0. According to a first variant embodiment, the temperature is greater than or equal to 32 ° C and less than 107 ° C, for example from 32 ° C to 45 ° C, or from 34 ° C to 53 ° C or from 36 ° C to 40 ° C, whereby dioxygen and Na 2 C0 3 .1H 2 0 and / or Na C0 3 .7H 0 are formed.

Selon une autre variante de réalisation, la température est la température ambiante (20-25°C). De préférence, le dispositif est chauffé à une température allant de 36°C à 40°C. According to another variant embodiment, the temperature is ambient temperature (20-25 ° C). Preferably, the device is heated to a temperature ranging from 36 ° C to 40 ° C.

L'invention concerne également un procédé d'oxygénation d'un tissu, d'un organe et/ou de cellules ayant été extraits d'un corps humain ou d'un corps animal, comprenant les étapes successives suivantes : The invention also relates to a method for oxygenating a tissue, an organ and / or cells which have been extracted from a human body or from an animal body, comprising the following successive steps:

- positionner dans un même contenant un tissu, un organe et/ou des cellules ayant été extraits d'un corps humain ou d'un corps animal et un dispositif tel que défini précédemment, - positioning in the same container a tissue, an organ and / or cells that have been extracted from a human body or an animal body and a device as defined above,

- chauffer ou refroidir le contenant à une température supérieure ou égale à 0°C et inférieure à 107°C, moyennant quoi on forme du dioxygène. - heating or cooling the container to a temperature greater than or equal to 0 ° C and less than 107 ° C, whereby dioxygen is formed.

De préférence, la température est supérieure ou égale 32°C et inférieure à 107°C, par exemple de 32°C à 45°C, ou de 34°C à 53°C, moyennant quoi on forme du dioxygène et Na2C03.1H20 et/ou Na2C03.7H20. Preferably, the temperature is greater than or equal to 32 ° C and less than 107 ° C, for example from 32 ° C to 45 ° C, or from 34 ° C to 53 ° C, whereby dioxygen and Na2CO3.1H20 are formed. and / or Na2CO3.7H20.

Encore plus préférentiellement, la température va de 36°C à 40°C. Even more preferably, the temperature ranges from 36 ° C to 40 ° C.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront du complément de description qui suit. Other characteristics and advantages of the invention will emerge from the additional description which follows.

Il va de soi que ce complément de description n'est donné qu'à titre d'illustration de l'objet de l'invention et ne doit en aucun cas être interprété comme une limitation de cet objet. It goes without saying that this additional description is given only by way of illustration of the subject of the invention and should in no case be interpreted as a limitation of this subject.

BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description d'exemples de réalisation donnés à titre purement indicatif et nullement limitatif en faisant référence aux dessins annexés sur lesquels : The present invention will be better understood on reading the description of exemplary embodiments given purely as an indication and in no way limiting, with reference to the appended drawings in which:

La figure 1 représente de manière schématique un dispositif de génération d'oxygène selon un mode de réalisation particulier de l'invention. FIG. 1 schematically represents a device for generating oxygen according to a particular embodiment of the invention.

La figure 2 est un graphique représentant le flux d'Ü2 pendant 25 jours à 40°C d'un mélange SPC/H2O contenant différentes quantités d'eau, selon différents modes de réalisation de l'invention. La figure 3 est un graphique représentant le volume d'02 pendant 80 jours pour un mélange H2O/SPC dont le rapport molaire est de 0,3 selon un mode de réalisation particulier de l'invention. Fig. 2 is a graph showing the flux of 2 for 25 days at 40 ° C of an SPC / H2O mixture containing different amounts of water, according to different embodiments of the invention. FIG. 3 is a graph representing the volume of O 2 over 80 days for an H2O / SPC mixture, the molar ratio of which is 0.3 according to a particular embodiment of the invention.

La figure 4 est un graphique représentant le volume d'02 pendant 52 jours à 38°C pour un composé SPC anhydre, selon un mode de réalisation particulier de l'invention. Figure 4 is a graph showing the volume of O2 for 52 days at 38 ° C for an anhydrous SPC compound, according to a particular embodiment of the invention.

La figure 5 est un graphique représentant le volume d'Ü2 par gramme de SPC pendant 25 jours pour un composé SPC anhydre, et pour deux mélanges SPC/H2O contenant différentes quantités d'eau, selon différents modes de réalisation de l'invention. Fig. 5 is a graph showing the volume of 2 per gram of SPC for 25 days for one anhydrous SPC compound, and for two SPC / H2O mixtures containing different amounts of water, according to different embodiments of the invention.

Les différentes parties représentées sur les figures ne le sont pas nécessairement selon une échelle uniforme, pour rendre les figures plus lisibles. The different parts shown in the figures are not necessarily on a uniform scale, to make the figures more readable.

EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS DETAILED PRESENTATION OF PARTICULAR EMBODIMENTS

Bien que cela ne soit aucunement limitatif, l'invention est particulièrement intéressante pour des applications nécessitant un dispositif miniaturisé pouvant générer de faibles débits d'Ü2, constants, sur de longues périodes de manière passive. Although this is in no way limiting, the invention is particularly advantageous for applications requiring a miniaturized device capable of generating low constant 2 flow rates over long periods in a passive manner.

L'invention trouve des applications dans le domaine médical ou encore dans le domaine des capteurs immergés fonctionnant à l'aide d'une pile à combustible. The invention finds applications in the medical field or also in the field of submerged sensors operating using a fuel cell.

On se réfère tout d'abord à la figure 1 représentant un dispositif de génération de O2. Reference is made first of all to FIG. 1 showing a device for generating O2.

Le dispositif permettant de générer passivement du dioxygène comprend une enceinte 1 dans lequel est disposé le matériau 2 générant le dioxygène et de l'eau. The device for passively generating dioxygen comprises an enclosure 1 in which is placed the material 2 generating the dioxygen and water.

Le matériau 2 générant le dioxygène est le percarbonate de sodiumThe material 2 generating the dioxygen is sodium percarbonate

(SPC) de formule (SPC) of formula

Na2C03.1,5H202. Le rapport molaire H2O/SPC va de 0 à 1. De préférence, il est strictement supérieur à 0. Le percarbonate de sodium se décompose par thermolyse et/ou par hydrolyse. Na2CO3, 1.5H2O2. The H2O / SPC molar ratio ranges from 0 to 1. Preferably, it is strictly greater than 0. Sodium percarbonate decomposes by thermolysis and / or by hydrolysis.

La décomposition par thermolyse est activée thermiquement. Elle est réalisée selon l'équation (1) :

Figure imgf000009_0001
The decomposition by thermolysis is thermally activated. It is carried out according to equation (1):
Figure imgf000009_0001

Le peroxyde d'hydrogène H2O2 formé lors de la thermolyse se décompose ensuite instantanément selon la réaction (2) :

Figure imgf000009_0002
The hydrogen peroxide H2O2 formed during thermolysis then decomposes instantly according to reaction (2):
Figure imgf000009_0002

La réaction (1) de thermolyse est l'étape limitante cinétiquement. The thermolysis reaction (1) is the kinetically limiting step.

En fonction de la température de travail, l'eau produite par la décomposition du peroxyde d'hydrogène (réaction (2)) vient ensuite hydrater le sous- produit Na2CÜ3 issu de la thermolyse, pour former des composés de formule Na2C03.xH20 et/ou hydrolyser le composé SPC. La réaction globale (3) associant thermolyse et réhydratation des sous-produits de la thermolyse est :

Figure imgf000009_0003
Depending on the working temperature, the water produced by the decomposition of hydrogen peroxide (reaction (2)) then hydrates the by-product Na2CÜ3 resulting from thermolysis, to form compounds of formula Na2C03.xH20 and / or hydrolyze the SPC compound. The overall reaction (3) combining thermolysis and rehydration of the by-products of thermolysis is:
Figure imgf000009_0003

Avec x allant de 0 à 1,5 puisque la quantité d'eau générée par la réaction (2) implique une valeur maximale de x = 1,5. With x ranging from 0 to 1.5 since the quantity of water generated by reaction (2) implies a maximum value of x = 1.5.

Les équilibres thermodynamiques du composé Na2C03.xH20 ont été décrits par Gronvold et al. (« Thermodynamic properties and phase transitions of sait hydrates between 270 and 400 K II. Na2CÛ3 · H2O and Na2CÛ3 · IOH2O », J. Chem. Thermodynamics 1983, 15, 881-889) : The thermodynamic equilibria of the compound Na2CO3xH20 have been described by Gronvold et al. (“Thermodynamic properties and phase transitions of known hydrates between 270 and 400 K II. Na2CÛ3 · H2O and Na2CÛ3 · IOH2O”, J. Chem. Thermodynamics 1983, 15, 881-889):

- pour une température T < 32°C, x=10 - for a temperature T <32 ° C, x = 10

- pour une température 32°C < T < 38°C, x=7 - for a temperature 32 ° C <T <38 ° C, x = 7

- pour une température T > 38°C, x=l. - for a temperature T> 38 ° C, x = l.

A une température inférieure à 32°C, le composé est Na2CO3.10H2O. On est en présence d'une thermolyse pure car l'eau est entièrement consommée. A une température oscillant autour de 38°C, on peut retrouver un mélange de composés Na2C03.1H20 et Na2C03.7H20. On peut avoir une hydrolyse et une thermolyse. At a temperature below 32 ° C, the compound is Na 2 CO 3 .10H 2 O. We are in the presence of pure thermolysis because the water is completely consumed. At a temperature oscillating around 38 ° C, one can find a mixture of compounds Na 2 C0 3 .1H 2 0 and Na 2 C0 3 .7H 2 0. It is possible to have hydrolysis and thermolysis.

Pour les températures supérieures à 38°C, x=l, donc l'eau libre générée par la réaction (3), soit 0,5 H2O va hydrolyser le composé SPC. A ces températures, on a donc une décomposition du SPC via une hydrolyse et une thermolyse. For temperatures above 38 ° C, x = 1, therefore the free water generated by reaction (3), ie 0.5 H 2 O, will hydrolyze the SPC compound. At these temperatures, there is therefore a decomposition of the SPC via hydrolysis and thermolysis.

A une de température de 107°C, x=0 et on obtient du Na23 anhydre.At a temperature of 107 ° C, x = 0 and anhydrous Na 23 is obtained.

La décomposition du SPC par hydrolyse est réalisée selon l'équation (4) :The decomposition of SPC by hydrolysis is carried out according to equation (4):

Na2C03.l,5H202 + yH20 => Na2C03.xH20 + (l,5+y-x)H20 + 0,75O2 ¾4) Na 2 C0 3 .l, 5H 2 0 2 + yH 2 0 => Na 2 C0 3 .xH 2 0 + (l, 5 + yx) H 2 0 + 0.75O 2 ¾4)

On retrouve ici les mêmes équilibres thermodynamiques que ceux décrit précédemment pour la thermolyse. Here we find the same thermodynamic equilibria as those described previously for thermolysis.

Dans le cas d'une intégration dans un élément dont la température oscille autour de 38°C, le sous-produit Na2C03.xH20 est une combinaison de Na2C03.1H20 et Na2C03.7H20. Par conséquent, en n'apportant pas d'eau (y=0) ou en apportant peu d'eau supplémentaire (typiquement y<l, il n'y a pas de phase aqueuse), il est possible de maintenir un flux d'02 continu. L'eau générée ou intégrée à l'état initial vient hydrater le Na2C03 et ne se retrouve pas à l'état d'eau libre. Une réaction d'hydrolyse autour de 38°C peut également avoir lieu. In the case of integration into an element whose temperature oscillates around 38 ° C, the by-product Na 2 C0 3 .xH 2 0 is a combination of Na 2 C0 3 .1H 2 0 and Na 2 C0 3 . 7H 2 0. Consequently, by not adding water (y = 0) or by adding little additional water (typically y <l, there is no aqueous phase), it is possible to maintain a continuous flow of 0 2. The water generated or integrated in the initial state hydrates the Na 2 C0 3 and is not found in the state of free water. A hydrolysis reaction around 38 ° C can also take place.

Le matériau générateur de dioxygène 2 est intégré dans une enceinte 1. L'enceinte 1 est une enceinte dont la seule ouverture est un élément d'évacuation 3 (aussi appelé sortie de gaz) pour assurer la diffusion de l'oxygène depuis l'intérieur de l'enceinte vers l'extérieur de l'enceinte. L'élément d'évacuation 3 empêche la sortie d'eau sous forme liquide. The dioxygen-generating material 2 is integrated in an enclosure 1. The enclosure 1 is an enclosure whose only opening is an evacuation element 3 (also called gas outlet) to ensure the diffusion of oxygen from the inside. from the enclosure to the outside of the enclosure. The evacuation element 3 prevents the escape of water in liquid form.

L'élément d'évacuation 3 est, de préférence, un capillaire. Le capillaire a un diamètre externe et un diamètre interne. Le diamètre interne est, de préférence, inférieur à lOOpm. Il va, par exemple, de 10 à 50pm. The evacuation element 3 is preferably a capillary. The capillary has an outer diameter and an inner diameter. The internal diameter is preferably less than 100 µm. It goes, for example, from 10 to 50pm.

L'enceinte 1 comprend plusieurs parois étanches aux liquides (notamment à l'eau) et, de préférence, aux gaz. The enclosure 1 comprises several walls that are impermeable to liquids (in particular to water) and, preferably, to gases.

Selon une première variante de réalisation avantageuse, un matériau hydrophobe est positionné au niveau de l'élément d'évacuation 3 pour éviter l'introduction d'eau depuis l'extérieur de l'enceinte 1 vers l'intérieur de l'enceinte 1. On pourra, par exemple, choisir comme matériau hydrophobe du polypropylène (PP), du polyéthylène (PE) ou du polytétrafluoroéthylène (PTFE). According to a first advantageous variant embodiment, a hydrophobic material is positioned at the level of the evacuation element 3 to avoid the introduction of water from the outside of the enclosure 1 to the inside of the enclosure 1. It is possible, for example, to choose as the hydrophobic material polypropylene (PP), polyethylene (PE) or polytetrafluoroethylene ( PTFE).

Selon une autre variante de réalisation avantageuse, une membrane 4 est positionnée au niveau de l'élément d'évacuation 3 pour éviter la diffusion d'eau depuis l'extérieur de l'enceinte 1 vers l'intérieur de l'enceinte 1. La membrane 4 est semi- perméable. De préférence, la membrane 4 semi-perméable est placée à l'intérieur du capillaire. La membrane 4 est, de préférence, en polyétherimide (PEI) ou en polyfluorure de vinylidène (PVDF). According to another advantageous variant embodiment, a membrane 4 is positioned at the level of the evacuation element 3 to prevent the diffusion of water from the outside of the enclosure 1 towards the inside of the enclosure 1. The membrane 4 is semi-permeable. Preferably, the semi-permeable membrane 4 is placed inside the capillary. The membrane 4 is preferably made of polyetherimide (PEI) or of polyvinylidene fluoride (PVDF).

L'enceinte 1 peut, en outre, comprendre un matériau absorbant l'eau ou un dessicant pour capter l'eau résiduelle et limiter/empêcher la réaction par hydrolyse (notamment pour des températures supérieures à 40°C pour lesquelles x est égal à 0 ou x est proche de zéro (typiquement inférieur à 1) ou pour diminuer les flux de dioxygène (pour des températures inférieures à 40°C). Le matériau absorbant l'eau est, par exemple, une zéolithe, un gel de silice, une argile, un tamis moléculaire, du chlorure de calcium, du sulfate de calcium ou un polymère dit absorbant, par exemple un polyacrylate de sodium. The enclosure 1 can, in addition, comprise a material absorbing water or a desiccant to capture the residual water and limit / prevent the reaction by hydrolysis (in particular for temperatures above 40 ° C for which x is equal to 0 where x is close to zero (typically less than 1) or to decrease oxygen fluxes (for temperatures below 40 ° C). The water-absorbent material is, for example, a zeolite, a silica gel, a clay, a molecular sieve, calcium chloride, calcium sulfate or a so-called absorbent polymer, for example sodium polyacrylate.

Par matériau absorbant l'eau, on entend un matériau qui peut absorber de 1 à 1000 fois leur masse d'eau, par exemple lg de matériau peut absorber au moins 10g d'eau. By water-absorbent material is meant a material which can absorb from 1 to 1000 times their mass of water, for example 1g of material can absorb at least 10g of water.

Lorsque le dispositif comprend un matériau absorbant l'eau ou un dessicant et/ou pour des plages de fonctionnement pour lesquelles x est égal à 0 ou proche de 0, le fonctionnement peut être uniquement basé uniquement sur la thermolyse. When the device comprises a material absorbing water or a desiccant and / or for operating ranges for which x is equal to 0 or close to 0, the operation may be based solely on thermolysis.

Selon un mode de réalisation particulier, le matériau hydrophile peut encapsuler le SPC et/ou l'eau. According to a particular embodiment, the hydrophilic material can encapsulate the SPC and / or the water.

Selon un autre mode de réalisation particulier, le matériau hydrophile peut être mélangé avec le SPC et/ou avec l'eau. According to another particular embodiment, the hydrophilic material can be mixed with the SPC and / or with the water.

Selon un autre mode de réalisation, le matériau hydrophile est positionné dans l'élément d'évacuation 3. L'enceinte 1 peut également être munie d'un réservoir d'eau pour favoriser la réaction d'hydrolyse et ainsi pour augmenter les flux d'02. Pour assurer un débit d'Ü2 constant, le flux de libération de l'eau doit lui aussi être constant. Ce réservoir d'eau peut être un gel de silice saturé en eau. According to another embodiment, the hydrophilic material is positioned in the evacuation element 3. The enclosure 1 can also be provided with a water reservoir to promote the hydrolysis reaction and thus to increase the flow of O 2 . To ensure a constant Ü2 flow, the water release flow must also be constant. This water reservoir can be a silica gel saturated with water.

Le procédé de génération de O2 mettant en œuvre un dispositif tel que décrit précédemment comprend au moins une étape au cours de laquelle on met (en le chauffant ou le refroidissant) le dispositif à la température désirée. La température désirée pouvant, par exemple, être comprise entre 0°C et 107°C, moyennant quoi on forme du dioxygène. De préférence, la température est supérieure à 25°C. The method for generating O2 using a device as described above comprises at least one step during which the device is brought (by heating or cooling it) to the desired temperature. The desired temperature may, for example, be between 0 ° C and 107 ° C, whereby dioxygen is formed. Preferably, the temperature is above 25 ° C.

Le dispositif est, avantageusement, chauffé à une température supérieure à 32°C, par exemple de 37°C à 38°C. The device is advantageously heated to a temperature above 32 ° C, for example from 37 ° C to 38 ° C.

De préférence, on chauffe le dispositif à une température de 38°C ± 2°C.Preferably, the device is heated to a temperature of 38 ° C ± 2 ° C.

Le dispositif peut être incorporé dans un capteur. Il peut s'agir, par exemple, d'un capteur immergé fonctionnant avec une pile à combustible. The device can be incorporated into a sensor. It may be, for example, an immersed sensor operating with a fuel cell.

Le dispositif peut être en contact avec un élément ou positionné dans un élément dont la température oscille autour de 38°C. The device can be in contact with an element or positioned in an element whose temperature oscillates around 38 ° C.

L'invention concerne également un procédé d'oxygénation d'un tissu corporel, d'un organe et/ou de cellules prélevés, comprenant une étape au cours de laquelle on positionne le tissu corporel, l'organe et/ou les cellules prélevés en contact avec le dispositif tel que défini précédemment moyennant quoi le tissu corporel, l'organe et/ou les cellules prélevés sont oxygénées par le dioxygène généré par le dispositif. The invention also relates to a method of oxygenating a body tissue, an organ and / or cells taken, comprising a step during which the body tissue, the organ and / or the cells taken are positioned in contact with the device as defined above whereby the body tissue, the organ and / or the cells removed are oxygenated by the oxygen generated by the device.

Ce procédé d'oxygénation est, par exemple, réalisé à une température allant de 20°C à 41°C, par exemple de 35°C à 41°C ou de 20°C à 40°C, encore plus préférentiellement de 36°C à 40°C et encore plus préférentiellement de 37°C à 39°C. This oxygenation process is, for example, carried out at a temperature ranging from 20 ° C to 41 ° C, for example from 35 ° C to 41 ° C or from 20 ° C to 40 ° C, even more preferably from 36 ° C to 40 ° C and even more preferably from 37 ° C to 39 ° C.

Exemples illustratifs et non limitatifs d'un mode de réalisation : Illustrative and nonlimiting examples of one embodiment:

Dans ce premier exemple, des composés eau/SPC contenant différentes quantités d'eau (rapport molaire eau/SPC de 7, 3,5 et 0,3) sont placés dans une enceinte 1 étanche. Le flux d'02 a été mesuré pendant 25 jours pour ces différents composés eau/SPC (figure 2). Lorsque la teneur en eau est faible (ratio molaire de 0,3), un débit de 0.5 pL/min/g SPC ±10% a été maintenu pendant 25 jours. Dans un second exemple, l'enceinte 1 contient un mélange H2O/SPC dont le rapport molaire est de 0,3. Le réservoir a les dimensions suivantes : 0.5*2*2 cm (densité SPC = 2.1 ; volume intérieur nécessaire = 1.53 cm3). Un capillaire 3 de diamètre intérieur de 100 microns permet la libération de GO2 vers l'extérieur. Une membrane semi-perméable 4 en polymère poreux type polyfluorure de vinylidène (PVDF) est introduite dans le capillaire 3 pour assurer la diffusion de IΌ2 sans la diffusion d'eau dans l'enceinte 1. Avec 3 g de SPC et 0,1 g d'eau, on génère un débit de 0.5 pL/min/g SPC ±10% pendant 80 jours (figure 3). In this first example, water / SPC compounds containing different amounts of water (water / SPC molar ratio of 7, 3.5 and 0.3) are placed in a sealed enclosure 1. The flow of O 2 was measured for 25 days for these different water / SPC compounds (FIG. 2). When the water content is low (molar ratio of 0.3), a flow rate of 0.5 pL / min / g SPC ± 10% was maintained for 25 days. In a second example, enclosure 1 contains an H2O / SPC mixture, the molar ratio of which is 0.3. The tank has the following dimensions: 0.5 * 2 * 2 cm (SPC density = 2.1; necessary interior volume = 1.53 cm 3 ). A capillary 3 with an internal diameter of 100 microns allows the release of GO2 to the outside. A semi-permeable membrane 4 of porous polymer of the polyvinylidene fluoride (PVDF) type is introduced into the capillary 3 to ensure the diffusion of IΌ2 without the diffusion of water into the chamber 1. With 3 g of SPC and 0.1 g of water, a flow rate of 0.5 pL / min / g SPC ± 10% is generated for 80 days (Figure 3).

Dans un autre exemple, l'évolution de la pression d'Ü2 d'une enceinte 1 contenant un composé SPC anhydre 2 a été observée pendant 52 jours à 38°C (figure 4). L'augmentation de pression continue dans le réservoir correspond à un débit de 30 nL/min/g SPC ±10%. Ce débit est 30 fois plus faible que dans le cas de matériaux pré hydratés. In another example, the change in the Ü2 pressure of an enclosure 1 containing an anhydrous SPC compound 2 was observed for 52 days at 38 ° C (Figure 4). The continuous pressure increase in the reservoir corresponds to a flow rate of 30 nL / min / g SPC ± 10%. This flow rate is 30 times lower than in the case of pre-hydrated materials.

A partir de ces différents exemples, il a donc été observé que (figure 5) : - dans le cas d'un composé SPC anhydre, un débit constant d'Ü2 est généré à 38°C, From these various examples, it was therefore observed that (FIG. 5): - in the case of an anhydrous SPC compound, a constant flow of Ü2 is generated at 38 ° C,

- dans le cas de composés contenant H2O et SPC avec nH20/nSPC<l, un débit constant et plus élevé d'Ü2 est généré à 40°C, - in the case of compounds containing H2O and SPC with nH 2 0 / nSPC <l, a constant and higher flow of Ü2 is generated at 40 ° C,

- dans le cas de composés contenant H2O et SPC avec nH20 /nSPC>l, un débit non constant d'Ü2 est généré à 40°C. - in the case of compounds containing H2O and SPC with nH 2 0 / nSPC> 1, a non-constant flow of Ü2 is generated at 40 ° C.

Claims

REVENDICATIONS 1. Dispositif passif de génération de O2 comprenant une enceinte (1) munie de parois, étanches à l'eau et au dioxygène, et d'un élément d'évacuation (3), permettant l'évacuation de dioxygène, et empêchant la pénétration d'eau au sein de l'enceinte, l'enceinte (1) comprenant, en outre, du percarbonate de sodium (SPC) (2) de formule Na2C03.1,5H202 et de l'eau avec un rapport molaire n(H20)/n(SPC) strictement supérieur à 0 et inférieur ou égal à 1. 1. Passive device for generating O2 comprising an enclosure (1) provided with walls, impermeable to water and oxygen, and an evacuation element (3), allowing the evacuation of dioxygen, and preventing the penetration. of water within the enclosure, the enclosure (1) further comprising sodium percarbonate (SPC) (2) of formula Na2C03.1,5H202 and water with a molar ratio n (H 2 0) / n (SPC) strictly greater than 0 and less than or equal to 1. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément d'évacuation (3) contient un matériau hydrophobe. 2. Device according to claim 1, characterized in that the evacuation element (3) contains a hydrophobic material. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément d'évacuation (3) comporte une membrane semi-perméable (4), de préférence en PVDF ou en PEI. 3. Device according to claim 1, characterized in that the evacuation element (3) comprises a semi-permeable membrane (4), preferably of PVDF or PEI. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'élément d'évacuation (3) est un capillaire. 4. Device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the evacuation element (3) is a capillary. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que enceinte (1) comprend un matériau hydrophile. 5. Device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the enclosure (1) comprises a hydrophilic material. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le matériau hydrophile est une zéolithe ou un polymère. 6. Device according to claim 5, characterized in that the hydrophilic material is a zeolite or a polymer. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la plus grande dimension de l'enceinte (1) est inférieure à 5 cm. 7. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the largest dimension of the enclosure (1) is less than 5 cm. 8. Procédé de génération de O2 comprenant les étapes successives suivantes : 8. A method of generating O2 comprising the following successive steps: - fournir un dispositif passif de génération de O2 tel que défini dans l'une quelconque des revendications 1 à 7, - chauffer ou refroidir le dispositif jusqu'à une température supérieure ou égale à 0°C et inférieure à 107°C, moyennant quoi on forme du dioxygène. - providing a passive device for generating O2 as defined in any one of claims 1 to 7, - heating or cooling the device to a temperature greater than or equal to 0 ° C and less than 107 ° C, whereby oxygen is formed. 9. Procédé de génération de O2 selon la revendication 8, caractérisé en ce que le dispositif est chauffé à une température allant de 36°C à 40°C. 9. A process for generating O2 according to claim 8, characterized in that the device is heated to a temperature ranging from 36 ° C to 40 ° C. 10. Procédé d'oxygénation d'un tissu, d'un organe et/ou de cellules ayant été extraits d'un corps humain ou d'un corps animal, comprenant les étapes successives suivantes : 10. A method of oxygenating a tissue, an organ and / or cells which have been extracted from a human body or from an animal body, comprising the following successive steps: - positionner dans un même contenant un tissu, un organe et/ou des cellules ayant été extraits d'un corps humain ou d'un corps animal et un dispositif tel que défini dans l'une des revendications 1 à 7, - positioning in the same container a tissue, an organ and / or cells that have been extracted from a human body or an animal body and a device as defined in one of claims 1 to 7, - chauffer ou refroidir le contenant à une température allant de 36°C à 40°C, moyennant quoi on forme du dioxygène. - heating or cooling the container to a temperature ranging from 36 ° C to 40 ° C, whereby dioxygen is formed.
PCT/FR2021/051135 2020-06-26 2021-06-22 Passive device for generating oxygen Ceased WO2021260319A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR2006701A FR3111883B1 (en) 2020-06-26 2020-06-26 PASSIVE DIOXYGEN GENERATING DEVICE
FR2006701 2020-06-26

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021260319A1 true WO2021260319A1 (en) 2021-12-30

Family

ID=73038097

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR2021/051135 Ceased WO2021260319A1 (en) 2020-06-26 2021-06-22 Passive device for generating oxygen

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR3111883B1 (en)
WO (1) WO2021260319A1 (en)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4548730A (en) * 1983-07-05 1985-10-22 Koslow Technologies Corporation Portable self-contained oxygen generator apparatus and method
WO2007134304A1 (en) 2006-05-15 2007-11-22 Virginia Commonwealth University Methods and compositions for controlled and sustained production and delivery of peroxides
GB2450860A (en) * 2007-04-11 2009-01-14 Nigel John Brace Parker An oxygen producing and carbon dioxide absorbing device for inclusion in food packages
WO2013023013A1 (en) 2011-08-09 2013-02-14 Wake Forest University Health Sciences Co-encapsulation of live cells with oxygen-generating particles
ITMI20122160A1 (en) * 2012-12-18 2014-06-19 Esseco S R L PROCEDURE FOR THE OXYGENATION OF BEVERAGES OF VEGETABLE ORIGIN.
WO2017024076A1 (en) 2015-08-04 2017-02-09 The Regents Of The University Of California Cell transplantation device
US20180141812A1 (en) * 2016-11-18 2018-05-24 Goodrich Lighting Systems Gmbh Method for generating oxygen from compositions comprising ionic liquids
WO2018187831A1 (en) 2017-04-12 2018-10-18 University Of South Australia Oxygen releasing substrates and compositions and uses thereof

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4548730A (en) * 1983-07-05 1985-10-22 Koslow Technologies Corporation Portable self-contained oxygen generator apparatus and method
WO2007134304A1 (en) 2006-05-15 2007-11-22 Virginia Commonwealth University Methods and compositions for controlled and sustained production and delivery of peroxides
GB2450860A (en) * 2007-04-11 2009-01-14 Nigel John Brace Parker An oxygen producing and carbon dioxide absorbing device for inclusion in food packages
WO2013023013A1 (en) 2011-08-09 2013-02-14 Wake Forest University Health Sciences Co-encapsulation of live cells with oxygen-generating particles
ITMI20122160A1 (en) * 2012-12-18 2014-06-19 Esseco S R L PROCEDURE FOR THE OXYGENATION OF BEVERAGES OF VEGETABLE ORIGIN.
WO2017024076A1 (en) 2015-08-04 2017-02-09 The Regents Of The University Of California Cell transplantation device
US20180141812A1 (en) * 2016-11-18 2018-05-24 Goodrich Lighting Systems Gmbh Method for generating oxygen from compositions comprising ionic liquids
WO2018187831A1 (en) 2017-04-12 2018-10-18 University Of South Australia Oxygen releasing substrates and compositions and uses thereof

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
GRONVOLD ET AL.: "Thermodynamic properties and phase transitions of salt hydrates between 270 and 400 K II. Na CO - H 0 and Na CO - 10H O", J. CHEM. THERMODYNAMICS, vol. 15, 1983, pages 881 - 889, XP023947932, DOI: 10.1016/0021-9614(83)90094-0

Also Published As

Publication number Publication date
FR3111883A1 (en) 2021-12-31
FR3111883B1 (en) 2022-08-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10781099B2 (en) Metered acid acceleration of hydrogen generation using seawater as a reactant
EP0761237B1 (en) Device and method for disinfecting materials
ZA200908920B (en) Electrochemical dispenser
WO2018047958A1 (en) Hydrogen generator for beverages
CA3142706A1 (en) Removable assembly for a diffusing apparatus
EP2055669A3 (en) Hydrogen producing fuel for power generator
FR2692597A1 (en) Method and apparatus for introducing liquid phase reagents into a chemical reactor, and application of a coating to a substrate for chemical vapor deposition.
FR2894246A1 (en) METHOD FOR REFORMING WATER AND WATER REFORMER
WO2021260319A1 (en) Passive device for generating oxygen
FR2902662A1 (en) DEVICE FOR CONVERSATION AND TRANSPORT OF MICRO NEEDLES
FR2770150A1 (en) Hollow membrane
CN101432922A (en) Direct liquid fuel cell and method for preventing fuel decomposition in direct liquid fuel cell
CN113476634A (en) Chlorine dioxide slow release device and use method thereof
CA3210647A1 (en) Reduced-headspace digester
EP1844232B1 (en) Chemical activation of an osmotic actuator or an osmotic motor
JP2008529739A5 (en)
WO2018187831A1 (en) Oxygen releasing substrates and compositions and uses thereof
EP2976514A1 (en) Selective catalytic reduction pollution-control system
CA2375209A1 (en) Multi-applicable cell-culture method and apparatus
FR2914817A1 (en) CONTAINER FOR VEGETABLE
EP2407848A1 (en) Uses of a device for varying the pH of a solution
FR2875432A1 (en) Preparation of composite material, used in structure to carry out thermal exchange between coolant and structure, comprises incorporating microencapsulated phase change material into porous network of continuous matrix
JP2008027583A (en) Fuel gas generation and supply device
US20080014480A1 (en) Fuel gas generation and supply device
JP2004168569A (en) Portable oxygen generator

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21740157

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 21740157

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1