FR3134577A1

FR3134577A1 - Procede de preparation d’un hydrogel comprenant un polysaccharide silyle reticule

Info

Publication number: FR3134577A1
Application number: FR2203536A
Authority: FR
Inventors: Jimmy Faivre; François Bourdon
Original assignee: Teoxane SA
Current assignee: Teoxane SA
Priority date: 2022-04-15
Filing date: 2022-04-15
Publication date: 2023-10-20
Also published as: EP4507653A1; WO2023198922A1

Abstract

La présente divulgation concerne un procédé de préparation d’un hydrogel comprenant un polysaccharide réticulé, en particulier, un procédé de préparation d’un hydrogel injectable comprenant de l’acide hyaluronique réticulé. La présente invention concerne également un hydrogel, de préférence injectable, susceptible d’être obtenu par le procédé, une composition comprenant l’hydrogel, et les utilisations de cet hydrogel.

Description

PROCEDE DE PREPARATION D’UN HYDROGEL COMPRENANT UN POLYSACCHARIDE SILYLE RETICULE

La présente invention concerne un procédé de préparation d’un hydrogel comprenant un polysaccharide réticulé, en particulier, un procédé de préparation d’un hydrogel injectable comprenant de l’acide hyaluronique réticulé. La présente invention concerne également un hydrogel, de préférence injectable, susceptible d’être obtenu par le procédé, une composition comprenant l’hydrogel, et les utilisations de cet hydrogel.

ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE

Les hydrogels de polysaccharides sont utilisés dans divers domaines comme dans les domaines esthétique, cosmétique et thérapeutique. Ils peuvent notamment se substituer aux tissus biologiques. En particulier, les gels d’acide hyaluronique (HA) trouvent des applications en ophtalmologie, en parodontologie, en rhumatologie ou encore en chirurgie esthétique. Les hydrogels d’acide hyaluronique sont utilisés notamment pour combler des tissus mous, de préférence la peau, présentant des défauts volumiques tels que des rides, des cicatrices ou pour augmenter le volume de tissus mous.

Pour obtenir des gels d’acide hyaluronique avec des propriétés mécaniques, une durabilitéin vivoet une résistance à la dégradation souhaitables pour le comblement des tissus mous, l’acide hyaluronique est généralement réticulé avec un ou plusieurs agent(s) réticulant. Les agents réticulants conventionnels possèdent au moins deux fonctions réactives avec des groupements fonctionnels présents sur le polysaccharide qui leur permettent de lier des molécules de polysaccharide entre elles et donc de les réticuler. De ce fait, ces agents réticulants présentent une certaine toxicitéin vivocar leurs au moins deux fonctions réactives avec des groupements fonctionnels présents sur le polysaccharide sont aussi réactives avec des groupements présents sur des biopolymères et peuvent leurs permettre de réagir également avec des biopolymères tels que les peptides, les glucides et l’ADN et donc de les réticuler.

Pour des questions de biocompatibilité et de sécurité des produits, il est donc souhaitable de diminuer les quantités d’agent réticulant conventionnellement utilisées afin de conserver un polysaccharide le moins modifié possible. Néanmoins, en deçà d’un certain seuil, les gels préparés ne présentent plus des propriétés adaptées. Notamment, des gels d’acide hyaluronique réticulé au 1,4-butanediol diglycidyl éther (BDDE) avec un degré de modification d’environ 1% sont très peu cohésifs.

Pour répondre à ce problème, différentes modifications de paramètres de procédé ont déjà été essayées.

Notamment, il a déjà été proposé de modifier le milieu de réticulation par ajout de différents sels d’halogénures alcalins ou de phosphates, ou par augmentation de la concentration en acide hyaluronique et/ou en NaOH (WO2014/064633, WO2016/096920, WO2017/016917).

L’ajustement de la durée et de la température de la réaction de réticulation a également été étudié (Facile strategy involving low-temperature chemical cross-linking to enhance the physical and biological properties of hyaluronic acid hydrogel, Carbohydrate Polymers, 2018, Sukwha Kim) et certains ont réussi à préparer des gels d’acide hyaluronique, ou de chitosan, réticulés avec des quantités en agent réticulant conventionnel plus faibles grâce à la congélation de leurs milieux de réactions (Preparation and physical properties of hyaluronic acid-based cryogels, Journal of Applied Polymer Science, 2015, Anna Ström et al.; Chitosan gels and cryogels cross-linked with diglycidyl ethers of ethylene glycol and polyethylene glycol in acidic media, Biomacromolecules, 2019, Svetlana Bratskaya et al. et Hyaluronic acid cryogels with non-cytotoxic crosslinker genipin, Materials Letters, Joahanna Roether). Néanmoins, les gels ainsi obtenus ne sont pas homogènes.

Il est donc toujours souhaitable de trouver un moyen de diminuer davantage les quantités d’agent réticulant conventionnel utilisé pour obtenir des gels de polysaccharide réticulé, tel que d’acide hyaluronique réticulé, avec des propriétés mécaniques adaptées au comblement des tissus mous.

Par ailleurs, il a été envisagé de fonctionnaliser des biopolymères, tels que l’acide hyaluronique, avec des groupes alcoxysilanes capables de réagir entre eux par réaction de condensation sol-gel pour former des liaisons Si-O-Si. Les gels préparés sont ainsi réticulés sans agent réticulant conventionnel. Cela est notamment illustré dans WO2011/089267 et WO2017/009200. Néanmoins, ce type de gels utilisant uniquement des dérivés du silicium sont peu stables à la stérilisation à la chaleur et deviennent des solutions après traitement. D’ailleurs, ni WO2011/089267, ni WO2017/009200 n’applique une telle étape de stérilisation finale. De plus, il est à noter que WO2011/089267 n’aboutit pas à la formation d’un gel avec des propriétés mécaniques souhaitables pour être injecté.

Les réactions de condensation sol-gel sont connues pour être favorisées à des pH proches de la neutralité et/ou en milieu déshydraté notamment obtenu par séchage (Lee et al., One-pot synthesis of silane-modified hyaluronic acid hydrogels for effective antibacterial drug delivery via sol–gel stabilization, Colloids and surfaces B : Biotinterfaces, 2019, 174:308-315). Néanmoins, ces conditions présentent plusieurs inconvénients. En effet, à pH proche de la neutralité, à température ambiante, sans séchage, la probabilité de rencontre entre deux groupements silanol reste faible et un nombre insuffisant de liaisons Si-O-Si sont formées. Lors d’un séchage : les chaînes de polymères sensibles à la chaleur, comme l’acide hyaluronique, se dégradent et génèrent des fragments de polymères de bas poids moléculaire dont la biocompatibilité est incertaine ; la concentration en polymère dans le milieu de réaction est difficile à contrôler ; des gradients de températures se créent dans le milieu de réaction qui est alors inhomogène ; une génération de bulles est possible ; et un asséchement du gel final est possible.

Il existe donc encore un besoin de fournir de nouveaux hydrogels à base de polysaccharide réticulé, notamment d’acide hyaluronique réticulé, contenant des quantités moindres d’agent réticulant conventionnel tel que le BDDE, voire ne contenant pas du tout d’agent réticulant conventionnel, et avantageusement pouvant être injectés et/ou stérilisés.

RESUME

La présente invention porte sur un procédé de préparation d’un hydrogel, de préférence injectable, comprenant les étapes suivantes :

a) fourniture d’au moins un polysaccharide ;

b) fourniture d’au moins une molécule de formule Chem. I :

ou un sel de celle-ci,

dans laquelle :

T représente un groupement isocyanate, amino, époxyde, carboxyle, N-succinimidyloxycarbonyle, N-sulfosuccinimidyloxycarbonyle, halogénocarbonyle, isothiocyanate, vinyle, formyle, hydroxyle, sulfhydryle, hydrazino, acylhydrazino, aminoxy, carbodiimide, ou un résidu d’anhydride d’acide ;

A représente une liaison chimique ou un groupement espaceur ;

R⁵et R⁶, identiques ou différents, représentent un atome d'hydrogène ; un atome d'halogène ; un groupement –OR⁴avec R⁴représentant un atome d'hydrogène, un groupement aryle ou un groupe hydrocarboné aliphatique comportant de 1 à 6 atomes de carbone ; un aryle ; ou un groupe hydrocarboné aliphatique comportant de 1 à 6 atomes de carbone éventuellement substitué par un ou plusieurs groupe(s) choisis parmi un atome d’halogène, un aryle et un hydroxyle ;

R¹⁰représente un atome d’hydrogène, un groupement aryle ou un groupe hydrocarboné aliphatique comportant de 1 à 6 atomes de carbone ;

c) fonctionnalisation du polysaccharide avec au moins une molécule de formule Chem. I ;

d) réticulation par réaction sol-gel du polysaccharide fonctionnalisé pour donner un hydrogel ;

dans lequel l’étape d) comprend une réticulation par réaction sol-gel réalisée dans un milieu réactionnel à un pH supérieur ou égal à 9 et inférieur à 14, à une pressionPinférieure ou égale à la pression atmosphérique et à une températureTsupérieure à la température du point eutectique du milieu réactionnel telle que mesurée à la pressionPet inférieure à la température du point de congélation du milieu réactionnel telle que mesurée à la pressionP, pendant une duréetallant de 2 semaines à 17 semaines,

ou

dans lequel l’étape d) comprend une réticulation par réaction sol-gel réalisée dans un milieu réactionnel à un pH supérieur ou égal à 6,8 et inférieur ou égal à 7,8, à une pressionPinférieure ou égale à la pression atmosphérique et à une températureTsupérieure à la température du point eutectique du milieu réactionnel telle que mesurée à la pressionPet inférieure à la température du point de congélation du milieu réactionnel telle que mesurée à la pressionP, pendant une duréetcomprise entre 1h et 48 heures.

La présente invention porte également sur un hydrogel susceptible d’être obtenu par un procédé tel que décrit précédemment et ci-après, ainsi que sur une composition cosmétique ou pharmaceutique comprenant un tel hydrogel.

Enfin, la présente invention porte sur un tel hydrogel ou une telle composition pour son utilisation dans le comblement et/ou le remplacement de tissus ; pour prévenir et/ou traiter l’altération des propriétés viscoélastiques ou biomécaniques de la peau ; pour combler des défauts volumiques de la peau, notamment pour combler des rides, des ridules et des cicatrices; pour atténuer les sillons naso-géniens et plis d’amertumes ; pour augmenter le volume des pommettes, du menton ou des lèvres ; pour rétablir les volumes du visage, notamment des joues, des tempes, de l’ovale du visage, et du pourtour de l’œil; pour réduire l’apparition des rides et ridules; ou pour régénérer, hydrater, raffermir ou restaurer l’éclat de la peau, notamment par mésothérapie.

L’invention porte également sur l’utilisation d’un tel hydrogel ou d’une telle composition, la composition comprenant au moins un principe actif cosmétique, pour la libération modifiée, retardée ou prolongée de principes actifs cosmétiques.

D’autres aspects de l’invention sont tels que décrits dans les revendications et ci-après.

DEFINITIONS

Le terme « gel » désigne un réseau de polymères qui est dilaté dans tout son volume par un fluide. Cela signifie qu'un gel est formé de deux milieux, l’un « solide » et l’autre « liquide », dispersés l'un dans l'autre. Le milieu dit « solide » est constitué de longues molécules polymères connectées entre elles par des liaisons faibles (par exemple des liaisons hydrogène) ou par des liaisons covalentes (réticulation). Le milieu liquide est constitué d’un solvant. Un gel correspond généralement à un produit qui possède un angle de phase δ inférieur ou égal à 45° à 1Hz pour une déformation de 0,1% ou une pression de 1 Pa, avantageusement un angle de phase δ allant de 2° à 45° ou allant de 20° à 45°.

Le terme « hydrogel » désigne un gel tel que défini ci-dessus dans lequel le solvant constituant le milieu liquide est majoritairement de l'eau (par exemple au moins 90%, en particulier au moins 95%, notamment au moins 99% en poids du milieu liquide). De manière préférée, le milieu liquide comprend, notamment consiste en, une solution tampon, permettant avantageusement un pH du milieu liquide compris entre 6,8 et 7,8, notamment un tampon phosphate salin.

Le terme « gel injectable » désigne un gel qui peut s’écouler et être injecté manuellement au moyen d’une seringue munie d'une aiguille de diamètre allant de 0,1 à 0,5mm, par exemple d’une aiguille hypodermique de 30 G, 27 G, 26 G, 25 G. Préférentiellement, un « gel injectable » est un gel présentant une force d’extrusion moyenne inférieure ou égale à 25N, de préférence allant de 5 à 25 N, encore de préférence allant de 8 à 15 N, lors d’une mesure avec un dynamomètre, à une vitesse fixe d’environ 12,5mm/min, dans des seringues de diamètre externe supérieur ou égal à 6,3mm, avec une aiguille de diamètre externe inférieur ou égal à 0,4mm (27 G) et de longueur ½ ’’, à température ambiante.

Le caractère « filant » d’un produit désigne sa capacité à être étiré entre deux surfaces auxquelles il a adhéré. Le caractère filant peut être déterminé à l’aide d’un texturomètre, d’une analyse sensorielle effectuée par un panel, ou encore de mesures rhéologiques et mécaniques incluant notamment la mesure de l’angle de phase (δ) ou des tests de traction. Notamment, ce caractère peut être mesuré comme décrit par P. Micheels et al. (Micheels et al., Comparison of two swiss-designed hyaluronic acid gels : six-month clinical follow-up, Journal of Drug in Dermatology, 2017, 16:154-161, « Resistance to stretching ») ou en réalisant un test de Tack et en mesurant la longueur des fils de gel en traction.

Le terme « polysaccharide » désigne un polymère composé de monosaccharides (préférentiellement des énantiomères D) joints entre eux par des liaisons glycosidiques.

Le terme « monosaccharide », encore appelé « ose » désigne un monosaccharide non modifié ou modifié.

Un « monosaccharide non modifié » désigne un composé de formule H-(CHOH)_x-CO-(CHOH)_y-H avec x et y représentant, indépendamment l’un de l’autre, un nombre entier allant de 0 à 5 à la condition que 2 ≤ x+y ≤ 5, le monosaccharide pouvant se trouver sous une forme linéaire représentée par la formule susmentionnée ou pouvant se trouver sous une forme cyclisée par réaction de la fonction CO (aldéhyde ou cétone) avec l’un des groupes OH pour former un groupe hémiacétal ou hémicétal. De préférence, le monosaccharide est sous forme cyclisée. Il existe deux types d’ose : les aldoses qui portent une fonction aldéhyde (quand x ou y vaut 0) et les cétoses qui portent une fonction cétone (quand ni x, ni y vaut 0). Les monosaccharides sont classés par nombre de carbones. Par exemples les monosaccharides à 6 carbones (x+y=5) sont les hexoses de formule C₆H₁₂O₆et peuvent être l’allose, l’altrose, le glucose, le mannose, le gulose, l’idose, le galactose ou le talose. Les monosaccharides à 5 carbones (x+y=4) sont les pentoses de formule C₅H₁₀O₅et peuvent être le ribose, l’arabinose, le xylose, ou le lyxose. De préférence, le monosaccharide est un hexose, c’est-à-dire que x+y = 5. Un monosaccharide comprend en outre x+y carbones asymétriques et donc 2^(x+y-1)paires d’énantiomères. Chaque paire d’énantiomères est désignée par un nom différent et les énantiomères d’une même paire sont qualifiés respectivement d’énantiomères D et L.

Un « monosaccharide modifié » désigne un monosaccharide non modifié tel que défini ci-dessus dont, par exemple :

- un ou plusieurs des groupes fonctionnels OH ont été remplacés par un autre groupe fonctionnel, par exemple :

(i) un groupe OR avec R représentant un groupe (C₁-C₆)alkyle tel que méthyle ou éthyle ; hydroxy-(C₁-C₆)alkyle tel qu’hydroxyéthyle (-CH₂CH₂OH) ou hydroxypropyle (-CH₂-CH(OH)-CH₃) ; carboxy-(C₁-C₆)alkyle tel que carboxyméthyle (-CH₂COOH) ; ou CO-(C₁-C₆)alkyle tel qu’acétyle ; et/ou

(ii) un groupe NR’R’’ avec R’ et R’’ représentant, indépendamment l’un de l’autre, H, (C₁-C₆)alkyle ou CO-(C₁-C₆)alkyle tel qu’acétyle ; et/ou

(iii) un groupe OSO₃H ; et/ou

- la ou les fonctions CH₂OH terminales ont été remplacées par un groupe COOH ou CHO ;

- une liaison -CH(OH)-CH(OH)- est oxydée pour donner deux groupes -CHO (aldéhyde) terminaux en lieu et place de cette liaison ; et/ou

- une fonction CH₂OH terminale a été condensée avec un groupe fonctionnel OH pour former une chaîne -O-CH₂-.

L’expression « unité de répétition » d’un polysaccharide désigne un motif structurel constitué d’un ou plusieurs (généralement 1 ou 2) monosaccharides dont la répétition produit la chaîne de polysaccharide complète.

Une partie ou l’ensemble des monosaccharides peut être sous une forme modifiée. Les monosaccharides, lorsqu’ils sont modifiés, peuvent être sous différentes formes modifiées.

Le terme « physiologiquement acceptable » désigne ce qui est généralement sûr, non toxique et ni biologiquement ni autrement non souhaitable et qui est acceptable pour une utilisation cosmétique (c’est-à-dire non thérapeutique) ou thérapeutique humaine ou vétérinaire, notamment pour une utilisation par injection dans le corps humain ou animal ou pour une application topique sur la peau.

Les « sels » utiles dans le cadre de la présente invention sont de préférence des sels physiologiquement acceptables. Les termes « sels physiologiquement acceptables » désignent notamment :

1) les sels d’addition d’acide pharmaceutiquement acceptable formés avec des acides inorganiques pharmaceutiquement acceptables tels que l’acide chlorhydrique, l’acide bromhydrique, l’acide sulfurique, l’acide nitrique, l’acide phosphorique et similaires ; ou formés avec des acides organiques pharmaceutiquement acceptables tels que l’acide formique, l’acide acétique, l’acide benzènesulfonique, l’acide benzoïque, l’acide camphresulfonique, l’acide citrique, l’acide éthane-sulfonique, l’acide fumarique, l’acide glucoheptonique, l’acide gluconique, l’acide glutamique, l’acide glycolique, l’acide hydroxynaphtoïque, l'acide 2-hydroxyéthanesulfonique, l’acide lactique, l’acide maléique, l’acide malique, l’acide mandélique, l’acide méthanesulfonique, l’acide muconique, l’acide 2-naphtalènesulfonique, l’acide propionique, l’acide salicylique, l’acide succinique, l’acide dibenzoyl-L-tartrique, l’acide tartrique, l’acide p-toluènesulfonique, l’acide triméthylacétique, l’acide trifluoroacétique et similaires, et

2) les sels d’addition de base pharmaceutiquement acceptable formés lorsqu’un proton acide présent dans le composé parent est soit remplacé par un ion métallique, par exemple un ion de métal alcalin (e.g. Na, K), un ion de métal alcalino-terreux (e.g. Ca, Mg), un ion de zinc, un ion d’argent ou un ion d'aluminium ; soit coordonné avec une base organique pharmaceutiquement acceptable telle que la diéthanolamine, l’éthanolamine, N-méthylglucamine, la triéthanolamine, la trométhamine et similaires ; ou avec une base inorganique pharmaceutiquement acceptable telle que l’hydroxyde d’aluminium, l’hydroxyde de calcium, l’hydroxyde de potassium, le carbonate de sodium, l’hydroxyde de sodium et similaires.

Le « degré de modification » (MOD) d’un polysaccharide, tel que l’acide hyaluronique, correspond à la quantité molaire d’agent modifiant, telle que la quantité d’agent réticulant et/ou d’agent de fonctionnalisation liée au polysaccharide, par une ou plusieurs de ses extrémités, exprimée pour 100 moles d’unités de répétition du polysaccharide. Il peut être déterminé par des méthodes connues de l’homme du métier telle que la spectroscopie de Résonance Magnétique Nucléaire (RMN). Par exemple, un degré de modification de 1% signifie qu’il y a une molécule d’agent modifiant pour 100 unités de répétition de polysaccharide.

Le « degré de fonctionnalisation » (DOF) correspond à la quantité molaire d’agent de fonctionnalisation liée au polysaccharide, par une extrémité, exprimée pour 100 moles d’unités de répétition du polysaccharide. Il peut être déterminé par des méthodes connues de l’homme du métier telle que la spectroscopie de Résonance Magnétique Nucléaire (RMN). Par exemple, un degré de fonctionnalisation de 1% signifie qu’il y a une molécule d’agent de fonctionnalisation pour 100 moles d’unités de répétition de polysaccharide.

Le « taux de réticulation molaire » (TR), exprimé en %, désigne le rapport molaire de la quantité d’agent réticulant par rapport à la quantité d’unité de répétition du polysaccharide introduite dans le milieu réactionnel de réticulation exprimé pour 100 moles d’unités de répétition du polysaccharide dans le milieu de réticulation. Par exemple, un taux de réticulation molaire de 1% signifie qu’il y a une molécule d’agent réticulant introduite dans le milieu réactionnel pour 100 unités de répétition de polysaccharide.

Le « taux de fonctionnalisation molaire », exprimé en %, désigne le rapport molaire de la quantité d’agent de fonctionnalisation par rapport à la quantité d’unité de répétition du polysaccharide utilisé dans le milieu réactionnel de réticulation exprimé pour 100 moles d’unités de répétition du polysaccharide dans le milieu de fonctionnalisation.

L’expression « taux de modification molaire » désigne le rapport molaire de la quantité d’agent modifiant (e.g., agent réticulant et/ou molécule de formule Chem. I en tant qu’agent de fonctionnalisation) par rapport à la quantité d’unité de répétition du polysaccharide utilisé dans le milieu de modification.

L’expression « principe actif thérapeutique » désigne une substance pour guérir, soulager les symptômes et/ou prévenir une maladie ; une substance possédant des propriétés curatives ou préventives à l’égard des maladies humaines ou animales, ainsi que toute substance pouvant être utilisée chez l’homme ou chez l’animal ou pouvant leur être administrée, en vue d’établir un diagnostic médical ou de restaurer, corriger ou modifier leurs fonctions physiologiques en exerçant une action pharmacologique, immunologique ou métabolique.

L’expression « principe actif cosmétique » désigne toute substance non thérapeutique notamment destinée à être mise en contact avec diverses parties superficielles du corps humain, tel que l'épiderme, les systèmes pileux et capillaires, les ongles, les lèvres, la poitrine et les dents, en vue, exclusivement ou principalement, de les nettoyer, protéger, parfumer, maintenir en bon état, modifier leur aspect ou l'odeur.

Le terme « environ » désigne que la valeur concernée peut être inférieure ou supérieure de 10%, notamment de 5%, en particulier de 1%, à la valeur indiquée.

Un « milieu réactionnel aqueux » désigne un milieu réactionnel dont le solvant est majoritairement de l’eau (par exemple au moins 90%, en particulier au moins 95%, notamment au moins 99% en poids du solvant total) voire est de l’eau.

L’expression « groupement espaceur » désigne un fragment comprenant au moins un atome visant à lier ensemble deux groupements chimiques au sein d’une même molécule. Préférentiellement, le groupement espaceur contient au moins un atome de carbone.

Le terme « halogène » désigne un atome de fluor, chlore, brome ou iode.

Un groupement « époxyde » est un résidu d’oxyde d’éthylène lié au reste de la molécule par l’un de ses atomes de carbone.

Un groupement « N-succinimidyloxycarbonyle » est un groupe de formule Chem. GR1 ci-dessous :

Un groupement « N-sulfosuccinimidyloxycarbonyle» est un groupe de formule Chem. GR2 ci-dessous :

Un groupement « halogénocarbonyle » est un groupement de formule -CO-Hal avec Hal représentant un halogène, tel que Cl ou Br.

Un groupement « carbodiimide » est un groupe comprenant un motif -N=C=N-, et plus particulièrement un groupement de formule -N=C=N-R^aavec R^areprésentant un groupe hydrocarboné aliphatique comportant de 1 à 20 atomes de carbone, de préférence un groupe (C1-C6)alkyle, dont un ou plusieurs atomes de carbone sont éventuellement remplacés par un hétéroatome choisi parmi O, S et N, notamment N.

Un « résidu d’anhydride d’acide » est un groupe comprenant un motif -C(O)-O-C(O)-, et plus particulièrement un groupement cyclique monovalent comprenant le motif-C(O)-O-C(O)-, tel qu’un groupe monocyclique monovalent hydrocarboné saturé comprenant 5 à 10, notamment 5 ou 6, atomes de carbone dont trois atomes de carbone successifs sont remplacés par C(O)-O-C(O) et éventuellement dont un ou plusieurs, notamment un, atomes de carbone additionnels, de préférence non consécutifs aux trois atomes de carbone substitués par CO-O-CO, sont chacun remplacés par un hétéroatome tel que N, O ou S, notamment N. Le résidu d’anhydride d’acide peut répondre en particulier à la formule Chem. GR3 suivante :

Le résidu d’anhydride d’acide peut aussi être choisi parmi un résidu d’anhydride maléique ou un résidu d’anhydride succinique.

L’expression « chaîne hydrocarbonée aliphatique » ou « groupe hydrocarboné aliphatique » désigne un groupe hydrocarboné linéaire, ramifié et/ou cyclique, saturé ou insaturé mais non aromatique, avantageusement comprenant de 1 à 50, notamment de 1 à 20, par exemple de 1 à 12 ou de 1 à 6 atomes de carbone. Il s’agira en particulier de groupes alkyles.

L’expression « chaîne hydrocarbonée aliphatique ramifiée » désigne spécifiquement une chaîne hydrocarbonée aliphatique principale comprenant au moins une chaîne hydrocarbonée aliphatique secondaire.

L’expression « chaîne hydrocarbonée aliphatique étoilée » désigne une chaîne hydrocarbonée aliphatique ramifiée comprenant plusieurs chaînes hydrocarbonées aliphatiques secondaires partant toutes d’un seul point de ramification.

L’expression « alkyle en C1-Cx » ou « (C1-Cx)alkyle » ou encore « alkyle comportant de 1 à x atomes de carbone » désigne un groupe hydrocarboné monovalent saturé, linéaire ou ramifié, comportant de 1 à x atomes de carbone, avec x un nombre entier, comme par exemple un groupement méthyle, éthyle, isopropyle, tertio-butyle, n-pentyle, cyclopropyle, cyclohexyle, etc.

L’expression « (C1-Cx)alkylène » désigne un groupement hydrocarboné divalent saturé, linéaire ou ramifié, comportant de 1 à x atomes de carbone, avec x un nombre entier, comme par exemple un groupement methane-1,1-diyle, ethane-1,1-diyle, ethane-1,2-diyle, propane-1,3-diyle, butane-1,4-diyle, butane-1,3-diyle, butane-1,2-diyle, pentane-1,5-diyle, hexane-1,6-diyle, hexane-1,5-diyle, heptane-1,7-diyle, octane-1,8-diyle, nonane-1,9-diyle, decane-1,10-diyle, etc. Il s’agit notamment d’un groupe methane-1,1-diyle ou propane-1,3-diyle.

L’expression « hydroxy-(C1-Cx)alkyle » désigne un groupement (C1-Cx)alkyle tel que défini ci-dessus substitué par un groupe hydroxyle (OH) comme par exemple un hydroxyéthyle (-CH₂CH₂OH) ou un hydroxypropyle (par ex. -CH₂-CH(OH)-CH₃).

L’expression « carboxy-(C1-Cx)alkyle » désigne un groupement (C1-Cx)alkyle tel que défini ci-dessus substitué par un groupe carboxyle (COOH) comme par exemple un carboxyméthyle (-CH₂COOH).

L’expression « aryle » désigne un groupement hydrocarboné aromatique monovalent, comportant de préférence de 6 à 10 atomes de carbone, comprenant un ou plusieurs cycles, comme par exemple un groupement phényle, ou naphtyle.

L’expression « arylène » désigne un groupement hydrocarboné aromatique divalent, comportant de préférence de 6 à 10 atomes de carbone, comprenant un ou plusieurs cycles, comme un groupe phénylène.

L’expression « aryle-(C1-Cx)alkyle » désigne un groupe aryle tel que défini ci-dessus, lié au reste de la molécule par l’intermédiaire d’une chaîne (C1-Cx)alkyle telle que définie ci-dessus avec x un nombre entier, comme par exemple le groupe benzyle ou encore phényléthyle.

L’expression « groupe polyvalent » désigne un groupe pouvant former plusieurs liaisons covalentes avec d’autres groupes d’un même composé ou de deux composés différents. Les liaisons aux autres groupes peuvent être formées à partir d’un même atome du groupe polyvalent ou de différents atomes du groupe polyvalent, et de préférence à partir de différents atomes du groupe polyvalent. En particulier, le groupe polyvalent est un groupe divalent et peut donc former deux liaisons covalentes avec deux autres groupements d’un même composé ou de deux composés différents. Le nombre de liaisons covalentes pouvant être formées désigne la « valence » du groupe polyvalent.

L’expression « en partie concomitante » telle qu’utilisée dans des expressions du type « les étapes b) et c) sont en partie concomitantes » signifie que les deux étapes sont réalisées en partie, en même temps, dans les mêmes conditions réactionnelles, mais qu’au moins l’une des deux étapes est initiée ou terminée dans des conditions réactionnelles différentes des conditions réactionnelles communes.

DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION

Pour pallier aux inconvénients précités, les inventeurs proposent de fonctionnaliser le polysaccharide à l’aide d’une molécule (désignée ici agent de fonctionnalisation ou molécule de formule Chem. I) comprenant une seule fonction capable de réagir avec un groupe fonctionnel du polysaccharide et un groupe silylé capable de réagir avec un autre groupe silylé via une réaction sol-gel de sorte à permettre la réticulation du polysaccharide et former un hydrogel. La réticulation par réaction sol-gel est, au moins partiellement, réalisée à une pressionPinférieure ou égale à la pression atmosphérique et à une températureTsupérieure à la température du point eutectique du milieu réactionnel telle que mesurée à la pressionPet inférieure à la température du point de congélation du milieu réactionnel telle que mesurée à la pressionP. La duréetde la réticulation par réaction sol-gel à la températureTet pressionPest fonction du pH du milieu réactionnel.

La « réaction sol-gel » consiste à former des liaisons Si-O-Si à partir de groupements Si-OR avec R représentant un atome d’hydrogène, un groupement aryle ou un groupe hydrocarboné aliphatique comportant de 1 à 6 atomes de carbone. Cette réaction se déroule comme suit :

(i) si R n’est pas un atome d’hydrogène, une étape d’hydrolyse d’au moins une partie des groupements Si-OR pour donner des groupements Si-OH ; puis

(ii) une étape de condensation des groupements Si-OH deux à deux ou d’un groupement Si-OH avec un groupement Si-OR pour former des liaisons Si-O-Si.

Dans la présente invention, le polysaccharide est fonctionnalisé au moyen d’une molécule de formule Chem. I de manière à devenir porteur de groupements Si-OR qui vont pouvoir réagir ensemble et conduire à un polysaccharide réticulé.

La molécule de formule Chem. I comprenant une seule fonction réactive vis-à-vis du polysaccharide et permettant une réticulation uniquement via une réaction sol-gel, elle ne présente pas la toxicité des agents réticulants conventionnels : la molécule de formule Chem. I ne peut pas réticuler directement des molécules biologiques (protéines, ADN, etc.).

En outre, le procédé proposé permet de préparer des hydrogels à base de polysaccharide réticulé :

- avec des propriétés viscoélastiques supérieures en comparaison à une composition identique mais préparée à température ambiante ;

- avec une texture particulière visible à l’œil nu et détectable au toucher, à savoir, les gels selon l’invention sont filants, cohésifs ;

- avec des propriétés adaptables, à la demande, par simple passage à une température supérieure à la température du point eutectique du milieu réactionnel et inférieure ou égale à la température du point de congélation du milieu réactionnel mesurée à pression atmosphérique pendant des durées plus ou moins longues. Cette adaptabilité est particulièrement avantageuse dans le cadre de la préparation de compositions pour la libération modifiée, retardée ou prolongée de substances actives, la substance active étant pré-incorporée dans la composition ou ajoutée extemporanément : plus la composition est congelée longtemps plus la réaction sol-gel sera importante et plus la libération de la substance active sera lente. Ainsi, il est possible d’adapter la durée et/ou l’intensité de libération du produit à la demande :

- conservant des propriétés mécaniques souhaitables après stérilisation ;

- stables dans le temps par rapport aux compositions de l’art antérieur ;

- avec des chaines de polysaccharides conservées et donc comprenant moins de fragments de polysaccharides de bas poids moléculaire et ce, y compris lors de l’application d’un pH très basique lors de la préparation. L’analyse des poids moléculaires des polysaccharides dans les gels selon l’invention, par exemple par SEC-MALLS peuvent servir à caractériser ce phénomène ;

- avec des effets biologiques additionnels comme l’amélioration de la qualité de la peau chez l’animal, en particulier l’homme ;

- en une seule étape, la fonctionnalisation et la réaction sol-gel pouvant être simultanées ;

- possiblement sans utiliser d’agents réticulant conventionnels toxiques.

La présente invention a donc pour objet un procédé de préparation d’un hydrogel, de préférence injectable, comprenant les étapes suivantes :

a) fourniture d’au moins un polysaccharide ;

b) fourniture d’au moins une molécule de formule Chem. I :

ou un sel de celle-ci,

dans laquelle :

A représente une liaison chimique ou un groupement espaceur ;

ou

Il doit être compris de ce qui précède que l’étape d) est réalisée au moins partiellement à la pressionPet températureT. La duréetde la réticulation par réaction sol-gel à la pressionPet températureTdépend du pH du milieu réactionnel.

Dans le procédé ci-dessus, le ou les polysaccharide(s) peuvent être sous forme de sel.

La présente invention a également pour objet un hydrogel susceptible d’être obtenu par le procédé selon l’invention.

La présente invention a également pour objet une composition comprenant un hydrogel selon l’invention, ainsi que les applications thérapeutiques, cosmétiques ou esthétiques des hydrogels ou compositions selon l’invention.

PROCEDE

Les étapes du procédé de la présente invention peuvent être telles que décrites ci-dessous.

Etape a)

L’étape a) du procédé selon l’invention consiste en la fourniture d’au moins un polysaccharide. Le polysaccharide peut être sous forme de sel.

Le polysaccharide peut être tout polymère composé de monosaccharides joints entre eux par des liaisons glycosidiques.

De préférence, le polysaccharide est choisi parmi la pectine et les substances pectiques ; le chitosan ; la chitine ; la cellulose et ses dérivés ; l’agarose ; les glycosaminoglycanes tels que l’acide hyaluronique, l’héparosane, le dermatane sulfate, le kératane sulfate, la chondroïtine et la chondroïtine sulfate ; et leurs mélanges.

Les « substances pectiques », incluant la « pectine », sont des polysaccharides composés par un squelette d’acide D-galacturonique sous forme acide possiblement estérifié par du méthanol, et du L-rhamnose capable de former des ramifications avec d’autres oses.

Le « chitosan » ou « chitosane », et la « chitine » sont chacun un polysaccharide composé d’unités de répétition D-glucosamine liées entre elles en ß-(1,4) dont une partie est N-acétylée. Le chitosane a plus particulièrement un degré d’acétylation inférieur à 50% tandis que la chitine a plus particulièrement un degré d’acétylation supérieur à 50%.

La « cellulose » est un polysaccharide composé d'une chaîne linéaire de molécules de D-glucose.

Les « dérivés de cellulose » comprennent la méthylcellulose, l’éthylcellulose, l’éthylméthylcellulose, l’hydroxypropylméthylcellulose (HPMC), l’hydroxyéthylcellulose (HEC), l’hydroxypropylcellulose (HPC) et la carboxyméthylcellulose (CMC).

L’« agarose » est un polysaccharide comprenant comme unité de répétition un disaccharide de D-galactose et de 3,6-anhydro-L-galactopyranose.

Les « glycosaminoglycanes » sont des polysaccharides linéaires composés d’unités de répétition de disaccharides, lesdits disaccharides contenant une hexosamine (glucosamine (GlcN) ou galactosamine (GalN)) et un autre ose (acide glucuronique (GlcA), acide iduronique (IdoA) ou galactose (Gal)). L’hexosamine et l’autre ose peuvent être éventuellement sulfatés et/ou acétylés. Le glycosaminoglycane peut être notamment de l’acide hyaluronique, de l’héparosane, du dermatane sulfate, du kératane sulfate, de la chondroïtine ou de la chondroïtine sulfate.

L’« acide hyaluronique » est un glycosaminoglycane dont l’unité de répétition est un disaccharide composé d'acide D-glucuronique et de N-acétyl-D-glucosamine, liés entre eux par des liaisons glycosidiques alternées β-(1,4) et β-(1,3). Lorsque l’acide hyaluronique est sous forme d’un sel, on parle également de « hyaluronate » ou de « hyaluronan ». Dans le cadre de la présente invention, l’acide hyaluronique peut avoir une masse moléculaire moyenne en poids comprise entre 0,5 et 5 MDa, par exemple entre 1 et 4 MDa ou entre 0,5 et 2 MDa. L’acide hyaluronique peut être sous forme de sel, en particulier sous forme de sel physiologiquement acceptable tel que le sel de sodium, le sel de potassium, le sel de zinc, le sel de calcium, le sel de magnésium, le sel d’argent, le sel de calcium et les mélanges de ceux-ci. Plus particulièrement, l’acide hyaluronique est sous forme acide ou sous forme de sel de sodium (NaHA).

L’« héparosan » ou « héparosane » est un glycosaminoglycane dont l’unité de répétition est un disaccharide composé d’acide glucuronique (GlcA) relié par une liaison α-(1,4) à une N-acétyl glucosamine (GlcNAc). Chaque unité de répétition disaccharidique est reliée à la suivante par une liaison β-(1,4).

Le « chondroïtine sulfate » ou « sulfate de chondroïtine » est un glycosaminoglycane dont l’unité de répétition est un disaccharide composé d'acide glucuronique lié en β-(1,3) au N-acétyl galactosamine sulfaté, c’est-à-dire qu’il comprend au moins un substituant sulfate. Chaque unité de répétition disaccharidique est reliée à la suivante par une liaison β-(1,4).

Le « dermatane sulfate » ou « sulfate de dermatane » est un glycosaminoglycane dont l’unité de répétition est un disaccharide sulfaté, c’est-à-dire comprenant au moins un substituant sulfate, d'acide L-iduronique et de N-acétyl-galactosamine- liés par des une liaisons α(1-3). Avantageusement, le disaccharide est sulfaté en position C-4 de la N-acétyl-galactosamine, en position C-6 de la N-acétyl-galactosamine, en position C-2 de l'acide L-iduronique, ou à une combinaison de ces positions. Chaque unité de répétition disaccharidique est reliée à la suivante par une liaison β-(1,4).

Le « kératane sulfate » ou « sulfate de kératane » est un glycosaminoglycane dont l’unité de répétition est un disaccharide sulfaté, c’est-à-dire comprenant au moins un substituant sulfate, composé de D-galactose et de N-acétylglucosamine liés par des liaisons alternées β(1-4) et β(1-3).

Le polysaccharide peut être sous la forme d’un sel, en particulier sous la forme d’un sel physiologiquement acceptable tel que le sel de sodium, le sel de potassium, le sel de zinc, le sel de calcium, le sel de magnésium, le sel d’argent et les mélanges de ceux-ci, plus particulièrement sous forme de sel de sodium ou de potassium.

Avantageusement, le polysaccharide est un glycosaminoglycane ou un sel de celui-ci, préférentiellement l’acide hyaluronique ou un sel de celui-ci, plus préférentiellement l’acide hyaluronique ou un de ses sels physiologiquement acceptables tels que le sel de sodium, le sel de potassium, le sel de zinc, le sel d’argent et les mélanges de ceux-ci, encore plus préférentiellement l’acide hyaluronique ou son sel de sodium.

De préférence, si le polysaccharide est l’acide hyaluronique, il a une masse moléculaire moyenne en poids (Mw) allant de 0,05 à 10 MDa, préférentiellement allant de 0,5 à 5 MDa, par exemple allant de 2 à 4 MDa ou allant de 1 à 5 MDa ou de 1 à 4 MDa ou de 0,5 à 2 MDa.

Le polysaccharide peut être fourni sous forme hydratée, totalement ou partiellement, ou sous forme sèche, telle que sous forme de poudre ou de fibres.

Dans certains modes de réalisation, dans l’étape a), le polysaccharide est fourni sous forme sèche telle que sous forme de poudre ou de fibres.

Lorsque le polysaccharide est fourni sous forme hydratée, il se trouve sous forme d’un gel non réticulé ou d’une solution. En particulier, lorsque le polysaccharide est sous forme hydratée, il s’agit d’un gel non réticulé aqueux ou d’une solution aqueuse. Plus particulièrement, le polysaccharide est mélangé à de l’eau, éventuellement additionnée d’un tampon phosphate ou d’un tampon phosphate supplémenté, c’est-à-dire comprenant possiblement des composants additionnels tels que définis à l’étape f), ou d’un milieu alcalin adapté pour des modes préférentiels de l’étape b).

Etape b)

L’étape b) du procédé selon l’invention consiste en la fourniture d’au moins une molécule de formule Chem. I telle que présentée ci-dessus.

De préférence, dans la formule Chem. I, T représente un groupement isocyanate, sulfhydryle, amino, époxyde, vinyle, formyle, ou carbodiimide, plus avantageusement, T représente un groupement époxyde ou amino, encore plus avantageusement T représente un groupement époxyde.

De préférence, dans la formule Chem. I, A représente un groupement espaceur, plus préférentiellement une chaîne divalente hydrocarbonée aliphatique, notamment linéaire ou ramifiée et saturée, comportant de 1 à 12 atomes de carbone :

- dans laquelle sont éventuellement intercalés, entre deux atomes de carbone de ladite chaîne, un ou plusieurs (notamment 1, 2, 3 ou 4) motifs divalents choisis parmi les arylènes,-O-, -S-, -S(O)-, -C(=O)-, -SO₂- et -N(R⁹)- avec R⁹représentant un atome d'hydrogène, un groupement hydrocarboné aliphatique comportant de 1 à 6 atomes de carbone, ou un aryl-(C1-C6)alkyle,

- ladite chaîne étant non substituée ou substituée par un ou plusieurs groupes monovalents choisis parmi un atome d'halogène, un hydroxyle, un aryl-(C1-C6)alkyle.

Avantageusement, A est une chaîne divalente hydrocarbonée aliphatique, notamment linéaire ou ramifiée et saturée, dans laquelle sont éventuellement intercalés, entre deux atomes de carbone de ladite chaîne, un ou plusieurs motifs divalents -O-, plus avantageusement de 1 à 4 motifs divalents -O-, encore plus avantageusement un motif divalent O.

De préférence, A est une chaîne (C1-C12)alkylène dans laquelle sont éventuellement intercalés, entre deux atomes de carbone de ladite chaîne, un ou plusieurs motifs divalents -O-, plus préférentiellement de 1 à 4 motifs divalents -O-, encore plus préférentiellement un motif divalent -O-.

En particulier, A représente une chaîne divalente -(C1-C6)alkylène-O-(C1-C6)alkylène-, notamment -(C1-C4)alkylène-O-(C1-C4)alkylène-, plus particulièrement une chaine divalente -CH₂-O-(CH₂)₃-, le groupe CH₂étant lié à T et le groupe (CH₂)₃étant lié à Si dans la molécule de formule Chem. I.

Avantageusement, le groupement espaceur permettra également d’éviter une gêne stérique entre le groupement silylé et le groupement T de la molécule de formule Chem. I, tout en assurant une liaison stable entre ces deux groupements.

De préférence, dans la formule Chem. I, R⁵et R⁶, identiques ou différents, représentent un groupement –OR⁴avec R⁴représentant un atome d'hydrogène, un groupement aryle ou un groupe hydrocarboné aliphatique comportant de 1 à 6 atomes de carbone ; ou un groupe hydrocarboné aliphatique comportant de 1 à 6 atomes de carbone éventuellement substitué par un ou plusieurs groupes choisis parmi un atome d’halogène, un aryle et un hydroxyle.

En particulier, R⁵et R⁶, identiques ou différents, représentent un groupement –OR⁴avec R⁴représentant un groupe (C1-C6)alkyle ; ou un groupe (C1-C6)alkyle.

Avantageusement, R⁵et R⁶, identiques ou différents, représentent un groupement –OR⁴avec R⁴représentant un atome d'hydrogène, un groupement aryle ou un groupe hydrocarboné aliphatique comportant de 1 à 6 atomes de carbone, de préférence avec R⁴représentant un groupe hydrocarboné aliphatique comportant de 1 à 6 atomes de carbone, tel qu’un groupe (C1-C6)alkyle.

De préférence, dans la formule Chem. I, R¹⁰représente un atome d’hydrogène ou un groupe hydrocarboné aliphatique comportant de 1 à 6 atomes de carbone tel qu’un groupe (C1-C6)alkyle, plus avantageusement R¹⁰représente un groupe hydrocarboné aliphatique comportant de 1 à 6 atomes de carbone tel qu’un groupe (C1-C6)alkyle.

De préférence, la molécule de formule Chem. I est telle que :

- T est tel que défini ci-dessus et représente avantageusement un groupement amino ou époxyde, de préférence un groupement époxyde ;

- A est une chaîne divalente -(C1-C6)alkylène-O-((C1-C6)alkylène-, notamment -(C1-C4)alkylène-O-(C1-C4)alkylène-, telle que -CH₂-O-(CH₂)₃-, le groupe CH₂étant de préférence lié à T et le groupe (CH₂)₃étant lié à Si dans la molécule de formule Chem. I;

- R⁵et R⁶, identiques ou différents, sont chacun un groupement –OR⁴avec R⁴représentant un groupement (C1-C6)alkyle, de préférence un méthyle ou un éthyle ; ou un groupement (C1-C6)alkyle, de préférence un méthyle ou un éthyle ; et
- R¹⁰estun groupement (C1-C6)alkyle, de préférence méthyle ou éthyle ;

les groupes R⁵, R⁶et OR¹⁰pouvant être identiques.

En particulier, la molécule de formule Chem. I est choisi parmi le (3-aminopropyl)triethoxysilane (APTES), le (3-glycidyloxypropyl)triméthoxysilane (GPTMS), le 3-Glycidoxypropyldimethoxymethylsilane, le 3-Glycidoxypropyldimethylethoxysilane, le (3-glycidyloxypropyl)éthoxydiméthoxysilane, le (3-glycidyloxypropyl)triéthoxysilane, le diéthoxy(3-glycidyloxypropyl)méthylsilane, et leurs mélanges ; de préférence parmi le (3-glycidyloxypropyl)triméthoxysilane (GPTMS), le (3-glycidyloxypropyl)éthoxydiméthoxysilane, le (3-glycidyloxypropyl)triéthoxysilane, le diéthoxy(3-glycidyloxypropyl)méthylsilane, et leurs mélanges.

Etape c)

Le polysaccharide est fonctionnalisé avec au moins une molécule de formule Chem. I telle que présentée ci-dessus.

L’étape c) permet de fonctionnaliser les chaines polysaccharidiques. Le groupe fonctionnel T de la molécule de formule Chem. I réagit avec un groupement fonctionnel présent sur les polysaccharides de sorte à fonctionnaliser les chaines polysaccharidiques. Notamment, le groupe fonctionnel T de la molécule Chem. I réagit ainsi avec un groupe -OH ou -COOH, ou encore une fonction CHO, présent sur les polysaccharides tels que l’acide hyaluronique. On obtient ainsi des polysaccharides fonctionnalisés comprenant des liens pendants sur une chaine polysaccharidique, lesdits liens pendants comprenant un groupe -A-Si(R⁵)(R⁶)OR¹⁰, le groupe -A-Si(R⁵)(R⁶)OR¹⁰provenant de la molécule de formule Chem. I de l’étape b) pouvant apporter des propriétés biologiques à l’hydrogel.

De préférence, à l’étape c), le polysaccharide est fonctionnalisé en présence de 0,01 à 0,50, préférentiellement de 0,05 à 0,45, notamment de 0,10 à 0,25 moles ou préférentiellement de 0,03 à 0,3, encore préférentiellement de 0,04 à 0,18 moles de molécule de formule Chem. I ou un sel de celle-ci pour 1 mole d’unité de répétition du polysaccharide.

Typiquement, plus la masse moléculaire moyenne en poids Mw du polysaccharide sera élevée, plus le taux de fonctionnalisation de la molécule de formule Chem. I sera faible en vue d’obtenir un hydrogel ayant des propriétés mécaniques équivalentes, en particulier des propriétés viscoélastiques analogues (notamment module élastique G’, contrainte au croisement des G’ et G’’ et/ou angle de phase δ). En d’autres termes, plus la masse moléculaire moyenne en poids Mw du polysaccharide sera élevée, plus la quantité molaire en molécule de formule Chem. I introduit à l’étape c) sera faible.

La fonctionnalisation du polysaccharide est typiquement réalisée dans un milieu réactionnel aqueux.

Dans certains modes de réalisation, notamment lorsque T est un époxyde, la fonctionnalisation est réalisée à un pH supérieur ou égal à 9, ou supérieur ou égal à 10, plus avantageusement supérieur ou égal à 12, et notamment à un pH inférieur à 14, par exemple inférieur ou à égal à 13,5. Pour cela, le milieu réactionnel comprend de préférence une base de Bronsted, plus préférentiellement un hydroxyde, encore plus préférentiellement l’hydroxyde de sodium ou de potassium. Avantageusement, le milieu réactionnel comprend de l’hydroxyde de sodium ou de potassium à une concentration comprise entre 0,10M et 0,30M.

Dans certains modes de réalisation, notamment lorsque T est un groupement amino, la fonctionnalisation est réalisée à un pH inférieur à 7, plus avantageusement supérieur ou égal à 4,5 et inférieur à 7 ou inférieur ou égal à 6,5. Pour cela, le milieu réactionnel comprend de préférence un acide de Bronsted, plus préférentiellement de l’acide chlorhydrique, de l’acide sulfurique, ou de l’acide acétique.

La concentration massique en polysaccharide du milieu réactionnel de fonctionnalisation est comprise avantageusement entre 50 et 300 mg/g de milieu de fonctionnalisation, de préférence entre 100 et 200 mg/g.

Dans certains modes de réalisation, la fonctionnalisation du polysaccharide est réalisée à une température comprise entre 4°C et 60°C, plus préférentiellement entre 10°C et 50°C. Dans ces modes de réalisation, la durée de la réaction de fonctionnalisation peut varier de 1 heure à 2 semaines, plus particulièrement de 3 heures à 1 semaine, encore plus particulièrement de 3 heures à 96 heures, par exemple de 3 heures à 80 heures, notamment de 3 heures à 75 heures.

Dans certains modes de réalisation, en particulier lorsque la fonctionnalisation et la réticulation du polysaccharide sont concomitantes ou en partie concomitante, la fonctionnalisation du polysaccharide peut être, au moins en partie, réalisée à une pressionPinférieure ou égale à la pression atmosphérique et à une températureTsupérieure à la température du point eutectique du milieu réactionnel telle que mesurée à la pressionPet inférieure à la température du point de congélation du milieu réactionnel telle que mesurée à la pressionP.

Plus la température de fonctionnalisation est élevée, plus la durée de fonctionnalisation pourra être faible pour obtenir le même degré de fonctionnalisation.

Etape d)

Le polysaccharide fonctionnalisé est réticulé par réaction sol-gel pour donner un hydrogel.

Cette étape permet de réticuler les chaines polysaccharidiques entre elles lorsqu’elles sont fonctionnalisées avec des molécules de formule Chem. I. En effet, lors de cette étape, au moins une partie des groupes Si-OR¹⁰et optionnellement au moins une partie des groupes SiOR⁴vont réagir deux à deux, éventuellement après hydrolyse de ces groupes, pour former des liaisons Si-O-Si. Cela implique que deux molécules de formule Chem. I greffées sur des chaines polysaccharidiques vont réagir ensemble via leurs groupes terminaux Si-OR¹⁰(voire SiOR⁴le cas échéant) et se lier de manière covalente via la formation de liaison Si-O-Si permettant ainsi de lier les chaines polysaccharidiques ensemble et de les réticuler.

On obtient ainsi des polysaccharides réticulés comprenant des liens de réticulation entre deux chaines polysaccharidiques, lesdits liens de réticulation comprenant un groupement divalent -Si-O-Si-.

De ce fait, l’étape d) ne peut avoir lieu avant l’étape c).

L’étape d) est réalisée au moins partiellement (c’est-à-dire en partie ou intégralement), à une pressionPinférieure ou égale à la pression atmosphérique et à une températureTsupérieure à la température du point eutectique du milieu réactionnel telle que mesurée à la pressionPet inférieure à la température du point de congélation du milieu réactionnel telle que mesurée à la pressionP. La durée de maintien de ces conditions dépend du pH du milieu réactionnel. Ainsi, lorsque que le pH du milieu réactionnel est supérieur ou égal à 9, ou supérieur ou égal à 10, et inférieur à 14, la pressionPet la températureTsont maintenues pendant une duréetallant de 2 à 17 semaines, notamment de 2 à 10 semaines ou de 2 à 9 semaines, par exemple de 3 à 6 semaines, plus avantageusement d’environ de 4 à 5 semaines. Lorsque le pH du milieu réactionnel est supérieur ou égal à 6,8 et inférieur ou égal à 7,8, la pressionPet la températureTsont maintenues pendant une duréetallant de 1 à 48 heures, de préférence supérieure ou égale à 6 heures et inférieure ou égale à 36 heures, notamment supérieure ou égale à 7 heures et inférieure ou égale à 36 heures.

Il doit être compris que les conditions réactionnelles (pH,T,P) ci-dessus exposées peuvent correspondre aux conditions appliquées pendant toute la durée de l’étape de réticulation (étape d)) ou peuvent correspondre aux conditions appliquées seulement pendant une partie de la durée de l’étape d). En d’autres termes, la durée de l’étape d) de réticulation peut être supérieure aux duréestindiquées ci-dessus, les conditions réactionnelles (pH ouTouP) appliquées dans le temps additionnel étant alors différentes de celles-ci-dessus exposées.

La température du point de congélation du milieu réactionnel désigne la température à laquelle le mélange des composants du milieu réactionnel, à l’échelle macroscopique, se solidifie, c’est-à-dire qu’il devient non fluide. En dessous du point de congélation, le mélange est dans un état de congélation qui se caractérise par la coexistence de composants sous forme solide et liquide. L’état de congélation est maintenu jusqu’à la température du point eutectique du milieu réactionnel.

La température du point eutectique du milieu réactionnel désigne la température en dessous de laquelle le mélange des composants du milieu réactionnel passe d’un état congelé (coexistence de phases liquides et solides) à un état complètement solide, c’est-à-dire un état dans lequel tous les composants du mélange sont sous forme solide.

Le point de congélation et le point eutectique d’un mélange dépendent de la pression à laquelle le mélange est soumis donc le point de congélation et le point eutectique sont mesurés à la pressionP.

Le point de congélation et le point eutectique peuvent être déterminés par calorimétrie différentielle à balayage. Cette méthode permet de déterminer les transitions de phase. Pour cela, le produit à étudier est progressivement refroidi jusqu’à observer ses transitions de phases.

La « pression atmosphérique » est la pression qu'exerce l’air constituant l’atmosphère sur une surface quelconque en contact avec elle. Elle varie en fonction de l’altitude. A une altitude de 0m, la pression moyenne atmosphérique est de 101 325 Pa.

A la températureTet à la pressionP, le milieu réactionnel se trouve ainsi sous forme congelée.

La réaction sol-gel a typiquement lieu en milieu réactionnel aqueux.

La concentration massique en polysaccharide dans le milieu réactionnel est comprise avantageusement entre 50 et 300 mg/g de milieu de réaction sol-gel, de préférence entre 100 et 200 mg/g.

De préférence, la pressionPest comprise entre 10^-3mbar et la pression atmosphérique, plus préférentiellement, la pressionPest la pression atmosphérique.

De préférence, la températureTest supérieure ou égale à -55°C et inférieure ou égale à -5°C, de préférence elle va de -35°C à -10°C, en particulier de -30°C à -10°C ou de -25°C à -15°C. De manière encore plus préférée, la températureTest d’environ -20°C.

De préférence, la pressionPest la pression atmosphérique et la températureTest supérieure ou égale à -55°C et inférieure ou égale à -5°C, de préférence elle va de -35°C à -10°C, en particulier de -30°C à -10°C ou de -25°C à -15°C, de manière encore plus préférée, la températureTest d’environ -20°C.

Avantageusement, le milieu réactionnel est placé et maintenu à la températureTpar contact du contenant comprenant le milieu réactionnel avec de l’air ou un liquide L à la températureT. Le liquide L peut notamment être de l’éthylène glycol, du glycérol ou un mélange azéotropique de ceux-ci avec de l’eau. Le liquide L sera choisi en fonction de la températureTsouhaitée de sorte à être liquide à cette températureT. Plus avantageusement, le milieu réactionnel est laissé à la températureTpar contact du contenant comprenant le milieu réactionnel avec de l’air à la températureT.

Typiquement, plus la températureTest basse, plus la duréetest longue pour obtenir des hydrogels ayant des propriétés mécaniques analogues. En effet, plus la températureTest basse, plus la cinétique de la réaction sol-gel est faible.

De même, plus le taux de fonctionnalisation est bas, plus la duréetest longue pour obtenir des hydrogels ayant des propriétés mécaniques analogues.

Autrement dit, plus la quantité molaire en molécule de formule Chem. I ou un sel de celle-ci pour 1 mole d’unité de répétition du polysaccharide est faible, moins il y a de fonctions SiOH dans le milieu réactionnel et plus la probabilité que 2 groupes se rencontrent et réagissent ensemble est faible, ainsi plus la duréetdoit être longue pour permettre aux fonctions Si-OH de réagir entre elles et former des liens de réticulation, et ainsi obtenir un gel avec des propriétés souhaitables.

Ainsi, avec un taux de fonctionnalisation de 4 à 18%, la duréetest généralement comprise de 2 semaines à 15 semaines lorsque que le pH du milieu réactionnel est supérieur ou égal à 9, ou supérieur ou égal à 10, et inférieur à 14.

Avec un taux de fonctionnalisation de 4 à 8%, la duréetest généralement comprise de 8 semaines à 15 semaines lorsque que le pH du milieu réactionnel est supérieur ou égal à 9, ou supérieur ou égal à 10, et inférieur à 14.

Avec un taux de fonctionnalisation de 8 à 12%, la duréetest généralement comprise de 3 semaines à 10 semaines lorsque que le pH du milieu réactionnel est supérieur ou égal à 9, ou supérieur ou égal à 10, et inférieur à 14.

Avec un taux de fonctionnalisation de 12 à 18%, la duréetest généralement comprise de 2 semaines à 6 semaines lorsque que le pH du milieu réactionnel est supérieur ou égal à 9, ou supérieur ou égal à 10, et inférieur à 14.

Pour une même quantité molaire de molécule de formule Chem. I ou un sel de celle-ci pour 1 mole d’unité de répétition du polysaccharide, plus la masse moléculaire moyenne en poids Mw du polysaccharide est faible, plus la duréetest longue pour obtenir des hydrogels ayant des propriétés mécaniques analogues.

Lorsque la réticulation par réaction sol-gel à la températureTet pressionPest réalisée dans un milieu réactionnel à un pH supérieur ou égal à 9 ou supérieur ou égal à 10 et inférieur à 14, le milieu réactionnel comprend de préférence une base de Bronsted, plus préférentiellement un hydroxyde, encore plus préférentiellement l’hydroxyde de sodium ou de potassium. Avantageusement, le milieu réactionnel comprend de l’hydroxyde de sodium ou de potassium à une concentration comprise entre 0,10M et 0,30M.

De préférence, à l’issue de la duréet(réticulation réalisée à la pressionPet la températureT), le pH du milieu réactionnel est ajusté à un pH physiologique, de préférence à un pH d’environ 6,8 à 7,8. Il doit être compris qu’à l’issue de la duréet, le milieu réactionnel est remonté à température ambiante et placé ou maintenu à pression atmosphérique (siPest égal à la pression atmosphérique).

Lorsque la réticulation par réaction sol-gel à la températureTet pressionPest réalisée dans un milieu réactionnel à pH physiologique (pH supérieur ou égal à 6,8 et inférieur ou égale 7,8) et que la fonctionnalisation est réalisée en milieu basique (pH supérieur ou égal à 9, ou supérieur ou égal à 10, et inférieur à 14), le pH du milieu réactionnel sera porté à un pH physiologique avant que la température ne soit portée à la températureTet avant que la pression ne soit portée à la pressionPsi cette dernière est inférieure à la pression atmosphérique. Dans ce cas, le procédé comprendra avantageusement une étape de neutralisation du gel pour atteindre ce pH physiologique, avant que le milieu réactionnel ne soit porté à la températureTet la pressionP. Pour cela, un acide de Bronsted est de préférence ajouté au milieu réactionnel, préférentiellement une solution aqueuse d’acide chlorhydrique, une solution aqueuse d’acide sulfurique ou une solution aqueuse d’acide acétique.

Lorsque la réticulation par réaction sol-gel à la températureTet pressionPest réalisée dans un milieu réactionnel à pH physiologique (pH supérieur ou égal à 6,8 et inférieur ou égale 7,8) et que la fonctionnalisation est réalisée à un pH inférieur à 7, par exemple supérieur ou égal à 4,5 et inférieur à 7 ou inférieur ou égal à 6,5, le pH du milieu réactionnel sera porté à un pH physiologique avant que la température ne soit portée à la températureTet avant que la pression ne soit portée à la pressionPsi cette dernière est inférieure à la pression atmosphérique.

Etapes c) et d) concomitantes ou en partie concomitantes

Très généralement, le procédé de la présente invention comprend la réalisation concomitante ou en partie concomitante des étapes c) et d). Une réalisation concomitante des étapes c) et d) permet de raccourcir la durée du procédé de préparation de l’hydrogel et de le simplifier.

Le procédé de la présente invention comprend alors les étapes a) à d) telles que décrites ci-dessus et se caractérise en ce que les étapes c) et d) sont concomitantes ou en partie concomitantes. Le procédé comprend alors :

- une fonctionnalisation et une réticulation par réaction sol-gel réalisée dans un milieu réactionnel à un pH supérieur ou égal à 9, ou supérieur ou égal à 10, et inférieur à 14, à une pressionPinférieure ou égale à la pression atmosphérique et à une températureTsupérieure à la température du point eutectique du milieu réactionnel telle que mesurée à la pressionPet inférieure à la température du point de congélation du milieu réactionnel telle que mesurée à la pressionP, pendant une duréetallant de 2 semaines à 17 semaines, notamment de 2 à 10 semaines ou de 2 à 9 semaines, par exemple de 3 à 6 semaines, plus avantageusement d’environ de 4 à 5 semaines, ou

- une fonctionnalisation et une réticulation par réaction sol-gel réalisée dans un milieu réactionnel à un pH supérieur ou égal à 6,8 et inférieur ou égal à 7,8, à une pressionPinférieure ou égale à la pression atmosphérique et à une températureTsupérieure à la température du point eutectique du milieu réactionnel telle que mesurée à la pressionPet inférieure à la température du point de congélation du milieu réactionnel telle que mesurée à la pressionP, pendant une duréetcomprise entre 1 h et 48 heures, de préférence supérieure ou égale à 6 heures et inférieure ou égale à 36 heures, notamment supérieure ou égale à 7 heures et inférieure ou égale à 36 heures.

Il doit être compris de ce qui précède que les étapes c) et d) sont au moins partiellement (en partie ou intégralement) réalisées dans les conditions ci-dessus exposées (T,P, pH,t).

Dans certains modes de réalisation, la fonctionnalisation du polysaccharide et la réticulation du polysaccharide fonctionnalisé sont alors réalisées de la manière suivante :

1) préparation d’un milieu réactionnel comprenant le ou les polysaccharides, la ou les molécules de formule Chem.1 et un solvant, le pH du milieu réactionnel étant supérieur ou égal à 9, ou supérieur ou égal à 10, et inférieur à 14 ;

2) optionnellement placement du milieu réactionnel à une température allant de 4°C à 60°C, préférentiellement de 10°C à 50°C, typiquement pendant une durée allant de 1 heure à 2 semaines, plus particulièrement de 3 heures à 1 semaine, par exemple de 3 heures à 80 heures, notamment de 3 heures à 75 heures ;

3) optionnellement ajustement du pH du milieu réactionnel à un pH supérieur ou égal à 6,8 et inférieur ou égal à 7,8 ;

4) placement du milieu réactionnel :

à une pressionPinférieure ou égale à la pression atmosphérique et à une températureTsupérieure à la température du point eutectique du milieu réactionnel telle que mesurée à la pressionPet inférieure à la température du point de congélation du milieu réactionnel telle que mesurée à la pressionP, pendant une duréetallant de 2 semaines à 17 semaines, lorsque le pH du milieu réactionnel est supérieur ou égal à 9, ou supérieur ou égal à 10, et inférieur à 14, notamment de 2 à 10 semaines ou de 2 à 9 semaines, par exemple de 3 à 6 semaines, plus avantageusement d’environ de 4 à 5 semaines, ou

à une pressionPinférieure ou égale à la pression atmosphérique et à une températureTsupérieure à la température du point eutectique du milieu réactionnel telle que mesurée à la pressionPet inférieure à la température du point de congélation du milieu réactionnel telle que mesurée à la pressionP, pendant une duréetcomprise entre 1 h et 48 heures, de préférence supérieure ou égale à 6 heures et inférieure ou égale à 36 heures, notamment supérieure ou égale à 7 heures et inférieure ou égale à 36 heures, lorsque le pH du milieu réactionnel est supérieur ou égal à 6,8 et inférieur ou égal à 7,8.

En d’autres termes, le procédé de la présente invention peut alors être défini de la manière suivante :

a) fourniture d’au moins un polysaccharide ;

b) fourniture d’au moins une molécule de formule Chem. I telle que décrite ci-dessus ;

c) fonctionnalisation du polysaccharide avec au moins une molécule de formule Chem. I telle que décrite ci-dessus ;

dans lequel la fonctionnalisation et la réticulation du polysaccharide fonctionnalisé sont réalisées de la manière suivante :

4) placement du milieu réactionnel :

à une pressionPinférieure ou égale à la pression atmosphérique et à une températureTsupérieure à la température du point eutectique du milieu réactionnel telle que mesurée à la pressionPet inférieure à la température du point de congélation du milieu réactionnel telle que mesurée à la pressionP, pendant une duréetallant de 2 semaines à 17 semaines, notamment de 2 à 10 semaines ou de 2 à 9 semaines, par exemple de 3 à 6 semaines, plus avantageusement d’environ de 4 à 5 semaines, lorsque le pH du milieu réactionnel est supérieur ou égal à 9, ou supérieur ou égal à 10, et inférieur à 14, ou
à une pressionPinférieure ou égale à la pression atmosphérique et à une températureTsupérieure à la température du point eutectique du milieu réactionnel telle que mesurée à la pressionPet inférieure à la température du point de congélation du milieu réactionnel telle que mesurée à la pressionP, pendant une duréetcomprise entre 1 h et 48 heures, de préférence supérieure ou égale à 6 heures et inférieure ou égale à 36 heures, notamment supérieure ou égale à 7 heures et inférieure ou égale à 36 heures, lorsque le pH du milieu réactionnel est supérieur ou égal à 6,8 et inférieur à 7,8.

Le solvant est typiquement de l’eau ou un mélange comprenant de l’eau et un solvant organique (par exemple un alcool, en particulier l’éthanol, ou le DMSO ; typiquement un mélange comprenant au moins 90% en poids d’eau, ou au moins 95% ou au moins 99% en poids d’eau par rapport au poids total du solvant).

Le milieu réactionnel comprend typiquement de 0,01 à 0,50, préférentiellement de 0,05 à 0,45, notamment de 0,10 à 0,25 moles de molécule de formule Chem. I ou un sel de celle-ci pour 1 mole d’unité de répétition du polysaccharide.

La concentration massique en polysaccharide du milieu réactionnel est comprise avantageusement entre 50 et 300 mg/g de solvant, de préférence entre 100 et 200 mg/g.

Dans certains modes de réalisation, la fonctionnalisation et la réticulation sont réalisées dans un milieu réactionnel dont le pH est supérieur ou égal à 9, ou supérieur ou égal à 10, et inférieur à 14. Pour cela, le milieu réactionnel comprend de préférence une base de Bronsted, plus préférentiellement un hydroxyde, encore plus préférentiellement l’hydroxyde de sodium ou de potassium. Avantageusement, le milieu réactionnel comprend de l’hydroxyde de sodium ou de potassium à une concentration comprise entre 0,10M et 0,30M.

Dans ces modes de réalisation, selon une première variante, le milieu réactionnel préparé à l’étape 1) peut être placé à une température allant de 4°C à 60°C, préférentiellement de 10°C à 50°C, typiquement pendant une durée allant de 1 heure à 2 semaines, plus particulièrement de 3 heures à 1 semaine, par exemple de 3 heures à 80 heures, notamment de 3 heures à 75 heures (étape 2) avant d’être placé à la températureTet pressionPpendant une duréet(étape 4). Au cours de l’étape 2, le polysaccharide va être fonctionnalisé et une partie des groupes Si-OR¹⁰et optionnellement des groupes Si-OR⁴vont se condenser entre eux (pré-condensation), davantage de groupes Si-OR¹⁰et optionnellement de groupes Si-OR⁴se condensant durant l’étape 4) (condensation avancée).

Dans ces modes de réalisation, selon une deuxième variante, le milieu réactionnel préparé à l’étape 1) peut être placé directement à l’issue de l’étape 1) à la températureTet pressionPpendant une duréet(étape 4).

A l’issue du tempst(première et deuxième variante), la température du milieu réactionnel est typiquement remontée à température ambiante et le milieu réactionnel placé à la pression atmosphérique si la pressionPest différente de la pression atmosphérique. Le pH du milieu réactionnel est ensuite de préférence porté à un pH physiologique (environ 6,8 à 7,8). Pour cela, un acide de Bronsted est de préférence ajouté au milieu réactionnel, préférentiellement une solution aqueuse d’acide chlorhydrique, une solution aqueuse d’acide sulfurique ou une solution aqueuse d’acide acétique.

Dans certains modes de réalisation, la réticulation est réalisée partiellement dans un milieu réactionnel dont le pH est supérieur ou égal à 6,8 et inférieur à 7,8. Dans ces modes de réalisation, un milieu réactionnel ayant un pH supérieur ou égal à 9, ou supérieur ou égal à 10, et inférieur à 14 et comprenant le ou les polysaccharides, la ou les molécules de formule Chem.1 et un solvant est préparé (étape 1)). Le milieu réactionnel est placé à une température allant de 4°C à 60°C, préférentiellement de 10°C à 50°C, typiquement pendant une durée allant de 1 heure à 2 semaines, plus particulièrement de 3 heures à 1 semaine, par exemple de 3 heures à 80 heures, notamment de 3 heures à 75 heures (étape 2). Puis, le pH du milieu réactionnel est porté à un pH physiologique (étape 3)) avant que la température ne soit portée àTet avant que la pression ne soit portée à la pressionPsi cette dernière est inférieure à la pression atmosphérique. Dans ce cas, le procédé comprendra avantageusement une étape de neutralisation du gel pour atteindre ce pH physiologique, avant que le milieu réactionnel ne soit porté à la températureTet la pressionP. Pour cela, un acide de Bronsted est de préférence ajouté au milieu réactionnel, préférentiellement une solution aqueuse d’acide chlorhydrique, une solution aqueuse d’acide sulfurique ou une solution aqueuse d’acide acétique. Le milieu réactionnel est ensuite placé à la températureTet pressionPpendant une duréetcomprise entre 1 h et 48 heures (étape 4).

De préférence, le procédé de la présente invention ne comprend qu’une seule étape de placement du milieu réactionnel à la température T et pression P.

Etape e)

Le procédé selon l’invention peut comprendre une étape e) additionnelle de réticulation du polysaccaride avec un agent réticulant conventionnel, et plus particulièrement la réticulation du polysaccharide fourni à l’étape a) ou du polysaccharide réticulé obtenu suite à l’étape d), en présence d’au moins un agent réticulant ou d’un sel de celui-ci, ledit agent réticulant comprenant au moins deux groupements fonctionnels Z tels que décrits ci-dessous.

L’« agent réticulant » ou « agent de réticulation » est un composé comprenant au moins deux groupements fonctionnels capables de se lier de manière covalente avec des groupements fonctionnels présents sur le polysaccharide, tels que des groupes OH, CHO, NH₂ou COOH portés par le polysaccharide, et d’induire ainsi des liaisons entre les chaines de polysaccharides (réticulation) et/ou des liaisons sur une même chaine de polysaccharide.

L’agent réticulant utile dans le cadre de la présente invention comprend au moins deux, de préférence de 2 à 8, notamment 2, groupements fonctionnels (désignés « groupement Z ») choisis de préférence indépendamment parmi les groupements isocyanate (-N=C=O), amino (-NH₂), époxyde, carboxyle (-COOH), N-succinimidyloxycarbonyle, N-sulfosuccinimidyloxycarbonyle, halogénocarbonyle, isothiocyanate (-N=C=S), vinyle (-CH=CH₂), formyle (-CH=O), hydroxyle (-OH), sulfhydryle (-SH), hydrazino (-NH-NH₂), acylhydrazino (-CO-NH-NH₂), aminoxy (-O-NH₂), carbodiimide, et un résidu d’anhydride d’acide. De préférence, les groupements fonctionnels sont identiques.

Le groupement isocyanate peut réagir avec un groupement OH ou NH₂du polysaccharide pour former une fonction carbamate ou urée. Le groupement amino peut réagir avec un groupement COOH du polysaccharide pour former une fonction amide. Le groupement époxyde peut réagir avec un groupement OH ou COOH du polysaccharide pour former une fonction éther ou ester. Le groupement carboxyle peut réagir avec un groupement OH ou NH₂du polysaccharide pour former une fonction ester ou amide. Les groupements N-succinimidyloxycarbonyle et N-sulfosuccinimidyloxycarbonyle peuvent réagir avec un groupement OH ou NH₂du polysaccharide pour former une fonction ester ou amide. Le groupement halogénocarbonyle peut réagir avec un groupement OH ou NH₂du polysaccharide pour former une fonction ester ou amide. Le groupement isothiocyanate peut réagir avec un groupement OH ou NH₂du polysaccharide pour former une fonction thiocarbamate ou thiourée. Le groupement vinyle peut réagir avec un groupement OH du polysaccharide pour former une fonction éther. Le groupement formyle peut réagir avec un groupement OH ou NH₂du polysaccharide pour former une fonction hémiacétal ou hémiaminal. Le groupement hydroxyle peut réagir avec un groupement COOH du polysaccharide pour former une fonction ester. Le groupement sulfhydryle peut réagir avec un groupement COOH du polysaccharide pour former une fonction thioester. Le groupement hydrazino (-NH-NH₂) peut réagir avec un groupement CHO du polysaccharide pour former une fonction hydrazone. Le groupement acylhydrazino peut réagir avec un groupement CHO du polysaccharide pour former une fonction hydrazone carbonylée =NNHC(O)-. Le groupement aminoxy peut réagir avec un groupe CHO du polysaccharide pour former une fonction oxime =NO-. Le groupement carbodiimide peut réagir avec un groupement COOH du polysaccharide pour donner une fonction CO-NR^a-CO-NH, et un résidu d’anhydride d’acide peut réagir avec un groupe OH ou NH₂du polysaccharide pour former une fonction ester ou amide.

En particulier, le groupement T de la molécule de formule Chem. I et les groupements Z sont identiques.

De préférence, les groupements fonctionnels Z sont identiques et représentent un groupement époxyde ou vinyle, plus préférentiellement époxyde.

Selon un autre mode de réalisation avantageux, les groupements fonctionnels Z sont identiques et choisis parmi les groupements amino, vinyle, formyle, et carbodiimide, de préférence sont des groupes amino.

En particulier, l’agent réticulant est choisi parmi le diisocyanate d’hexaméthylène, le 4,4'-diisocyanate de diphénylméthylène, le PEG20K-isocyanate à 4 bras, la spermine (ou 1,12-diamino-5,9-diazadodécane), la spermidine (ou 1,8-diamino-5-azaoctane), la cadavérine (ou 1,5-diaminopentane), la putrescine (ou 1,4-diaminobutane), la poly(éthylène glycol) diamine, l’éthylènediamine, le 1,4-butanediol diglycidyl éther (BDDE), le 1,2,7,8-diépoxy-octane, le poly(éthylène glycol) diglycidyl éther (PEGDGE), le 1,2-bis(2,3-époxypropoxy)éthane (EGDGE), le 1,3-bis(3-glycidyloxypropyl)tétraméthyldisiloxane, le poly(diméthylsiloxane) terminé à chaque extrémité par un diglycidyl éther (numéro CAS : 130167-23-6), le diacide de poly(éthylène glycol), le subérate de disuccinimidyle, le bis(sulfosuccinimidyl)subérate, le chlorure de sébacoyle, le 1,4-butane diisothiocyanate, la divinylsulfone (DVS), le glutaraldéhyde, le polyéthylène glycol, le 1,5-pentanedithiol, l’acide adipique dihydrazide, le bis-aminooxy-poly(éthylène glycol), le dianhydride de d’acide diéthylènetriaminepentaacétique, et leurs mélanges.

Lorsque les groupements fonctionnels Z sont des groupements époxyde, l’agent réticulant est de préférence choisi parmi le 1,4-butanediol diglycidyl éther (BDDE), le 1,2,7,8-diépoxy-octane, le poly(éthylène glycol) diglycidyl éther (PEGDGE), le 1,2-bis(2,3-époxypropoxy)éthane (EGDGE), le 1,3-bis(3-glycidyloxypropyl)tétraméthyldisiloxane, le poly(diméthylsiloxane) terminé à chaque extrémité par un diglycidyl éther (numéro CAS : 130167-23-6), des billes d’hydroxyapatite modifiées pour porter des groupements époxy et leurs mélanges.

Plus préférentiellement, l’agent réticulant est choisi parmi le 1,4-butanediol diglycidyl éther (BDDE), le 1,2,7,8-diépoxy-octane, le poly(ethylene glycol) diglycidyl ether (PEGDGE), le 1,2-bis(2,3-époxypropoxy)éthane (EGDGE), et leurs mélanges.

Lorsque les groupements fonctionnels Z sont des groupements amino, l’agent réticulant est de préférence une polyamine choisie parmi la spermine (ou 1,12-diamino-5,9-diazadodécane), la spermidine (ou 1,8-diamino-5-azaoctane), la cadavérine (ou 1,5-diaminopentane), la putrescine (ou 1,4-diaminobutane), leurs sels ou un mélange de ceux-ci, plus préférentiellement l’agent réticulant est une polyamine choisie parmi la spermine, la spermidine, leurs sels et leurs mélanges.

Lorsque les groupements fonctionnels Z sont des groupements amino, la réaction de réticulation de l’étape e) avec le polysaccharide est avantageusement réalisée en présence d’au moins un activateur, et le cas échéant associée à au moins un auxiliaire de couplage.

À cet égard, l’activateur peut être sélectionné parmi les carbodiimides solubles dans l’eau tels que le 1-éthyl-3-(3-diméthylaminopropyl)carbodiimide (EDC), le 1-éthyl-3-[3-(triméthylamino)propyl]carbodiimide chlorhydrate (ETC), le 1-cyclohexyl-3-(2-morphilinoéthyl)carbodiimide (CMC), leurs sels et les mélanges de ceux-ci, de préférence est représenté par l’EDC.

En ce qui concerne l’auxiliaire de couplage, lorsqu’il est présent, il peut être sélectionné parmi le N-hydroxy succinimide (NHS), le N-hydroxybenzotriazole (HOBt), le 3,4-dihydro-3-hydroxy-4-oxo-1,2,3-benzotriazole (HOOBt), le 1-hydroxy-7-7azabenzotriazole (HAt) et le N-hydroxysylfosuccinimide (sulfo NHS), et les mélanges de ceux-ci, de préférence est représenté par le HOBt.

L’agent réticulant peut être choisi parmi des billes d’hydroxyapatite modifiées pour porter des groupements époxy, un composé de formule Chem. II tel que décrit ci-dessous, et leurs mélanges.

De préférence, l’agent réticulant est un composé de formule Chem.II :

Y-(Z)_n

dans laquelle les groupes Z, identiques ou différents, sont tels que définis ci-dessus,

n est un nombre entier supérieur ou égal à 2, notamment allant de 2 à 8, de préférence égal à 2,

Y est un groupe polyvalent hydrocarboné, notamment aliphatique, ayant une valence de n et comportant de 1 à 150 atomes de carbone :

- dans lequel un ou plusieurs (par exemple 1 à 150, ou encore 1 à 50 ou encore 1 à 15 ou encore 1 ou 2) motifs CH₂sont éventuellement remplacés par un ou plusieurs motifs divalents choisis parmi les arylènes ; -O- ; -S- ; -S(O)- ; -C(=O)- ; -SO₂- ; -N(R¹)- ; et -[SiR²R³O]_m-SiR²R³-

avec

R¹représentant un atome d'hydrogène, un groupement hydrocarboné aliphatique comportant de 1 à 6 atomes de carbone, ou un aryl-(C1-C6)alkyle ;

m un nombre entier compris entre 1 et 20 ; et

R²et lesR³, identiquesou différents, représentant un atome d'hydrogène ; un atome d'halogène ; un groupement –OR¹¹avec R¹¹représentant un atome d'hydrogène, un groupement aryle ou un groupe hydrocarboné aliphatique comportant de 1 à 6 atomes de carbone ; un aryle ; ou un groupe hydrocarboné aliphatique comportant de 1 à 6 atomes de carbone éventuellement substitué par un ou plusieurs groupes choisis parmi un atome d’halogène, un aryle ou un hydroxyle,

- ledit groupe polyvalent étant non substitué ou substitué par un ou plusieurs groupes monovalents choisis parmi un atome d'halogène, un hydroxyle, et un aryl-(C1-C6)alkyle, de préférence non substitué.

En particulier n est un nombre entier allant de 2 à 8, de préférence n représente 2, 3 ou 4, encore plus préférentiellement n est égal à 2.

Avantageusement, R¹représente un atome d’hydrogène ou un groupement (C1-C6)alkyle.

En particulier, R²et les R³, identiquesou différents, représentent un groupe hydrocarboné aliphatique comportant de 1 à 6 atomes de carbone, plus particulièrement un groupe (C1-C6)alkyle.

De préférence, dans la définition de Y, le groupe polyvalent hydrocarboné peut-être un groupe polyvalent hydrocarboné aliphatique ou aromatique, de préférence aliphatique et notamment saturé, ayant une valence de n et comportant de 1 à 150 atomes de carbone, préférentiellement de 1 à 50 atomes de carbone, plus préférentiellement de 1 à 20 atomes de carbone, encore plus préférentiellement de 2 à 20 atomes de carbone.

En particulier, dans la définition de Y, le groupe polyvalent hydrocarboné est un groupe polyvalent hydrocarboné aliphatique, saturé, notamment linéaire.

De préférence, Y est un groupe polyvalent hydrocarboné tel que décrit ci-dessus dans lequel un ou plusieurs motifs CH₂sont éventuellement remplacés par un ou plusieurs motifs divalents choisis parmi -O-, -SO₂-, -[SiR²R³O]_m-SiR²R³- et -NH-, avec R², R³et m tels que décrits ci-dessus.

En particulier, Y est un groupe polyvalent hydrocarboné tel que décrit ci-dessus, de préférence aliphatique et saturé, et notamment linéaire, ramifié, ou étoilé, et éventuellement dans lequel :

- au moins deux motifs CH₂sont remplacés par -O-, particulièrement entre 1 et 50 motifs CH₂, plus particulièrement entre 1 et 15 motifs CH₂, ou

- au moins un, de préférence un ou deux, motif CH₂est remplacé par un motif -NH-, ou

- au moins un, de préférence un, motif CH₂est remplacé par un motif -SO₂-, ou

- au moins deux, de préférence deux, motifs CH₂sont remplacés par -O- et au moins un, de préférence un, motif CH₂est remplacé par un motif -[SiR²R³O]_m-SiR²R³- avec R², R³et m tels que décrits ci-dessus.

Plus particulièrement, lorsqu’un ou plusieurs motifs CH₂sont remplacés par -O-, le ou les motifs remplacés sont tels que Y comprend un ou plusieurs motifs -CH₂-CH₂-O-. En particulier, Y comprend de 1 à 50 motifs -CH₂-CH₂-O-, avantageusement de 2 à 25 motifs -CH₂-CH₂-O-, plus avantageusement de 2 à 15 motifs -CH₂-CH₂-O-. Y peut comprendre uniquement des motifs -CH₂-CH₂-O-.

Plus préférentiellement, Y est un groupe alkyle comprenant 1 à 150, notamment 1 à 50, en particulier 1 à 20, par exemple 1 à 12, notamment 1 à 6 atomes de carbone, de préférence linéaire, dans lequel éventuellement un ou plusieurs motifs CH₂sont remplacés par un ou plusieurs motifs divalents choisis parmi choisis parmi -O- et -NH-, plus particulièrement entre 1 et 50, notamment entre 1 et 15, par exemple 1 ou 2, motifs divalents choisis parmi -O- et -NH-.

Selon un premier mode de réalisation, R²et lesR³, identiquesou différents, représentent un groupement –OR¹¹avec R¹¹tel que décrit ci-dessus. En particulier, R¹¹représente un groupe hydrocarboné aliphatique comportant de 1 à 6 atomes de carbone, plus particulièrement un groupe (C1-C6)alkyle.

Selon un second mode de réalisation, R²et lesR³, identiquesou différents, représentent un groupe hydrocarboné aliphatique comportant de 1 à 6 atomes de carbone éventuellement substitué (de préférence non substitué) par un ou plusieurs groupes choisis parmi un atome d’halogène, un aryle ou un hydroxyle, plus préférentiellement un groupe (C1-C6)alkyle non substitué tel qu’un méthyle ou un éthyle.

Avantageusement, l’agent réticulant est un composé de formule suivante Chem. IIa :

Z¹-Y¹-Z²

dans laquelle les groupes Z¹et Z², identiques ou différents, sont choisis parmi les groupements isocyanate, amino, époxyde, carboxyle, N-succinimidyloxycarbonyle, N-sulfosuccinimidyloxycarbonyle, halogénocarbonyle, isothiocyanate, vinyle, formyle, hydroxyle, sulfhydryle, hydrazino, acylhydrazino, aminoxy, carbodiimide, et un résidu d’anhydride d’acide,
et Y¹représente une chaîne divalente hydrocarbonée, notamment aliphatique, comportant de 1 à 50 atomes de carbone :

- dans laquelle un ou plusieurs (par ex. 1 à 15 ou encore 1 ou 2) motifs CH₂sont éventuellement remplacés par un ou plusieurs motifs divalents choisis parmi les arylènes, -O-, -S-, -S(O)-, -C(=O)-, -SO₂-, -N(R¹)- , et -[SiR²R³O]m-SiR²R³-
avec

R¹représentant un atome d'hydrogène, un groupement hydrocarboné aliphatique comportant de 1 à 6 atomes de carbone, ou un aryl-(C1-C6)alkyle,

m un nombre entier compris entre 2 et 20 ; et

R²et les R³, identiques ou différents, représentant un atome d'hydrogène ; un atome d'halogène ; un groupement –OR¹¹avec R¹¹représentant un atome d'hydrogène, un groupement aryle ou un groupe hydrocarboné aliphatique comportant de 1 à 6 atomes de carbone ; un aryle ; ou un groupe hydrocarboné aliphatique comportant de 1 à 6 atomes de carbone éventuellement substitué par un ou plusieurs groupes choisis parmi un atome d’halogène, un aryle ou un hydroxyle,

- ladite chaine étant non substituée ou substituée par un ou plusieurs groupes monovalents choisis parmi un atome d'halogène, un hydroxyle, un aryl-(C1-C6)alkyle.

Les groupes Z¹et Z²ont la même définition que le groupe Z défini ci-dessus.

En particulier, le groupement T de la molécule de formule Chem. I et les groupements Z¹et Z²de la molécule de formule Chem. IIa sont identiques.

Y¹a la même définition que Y défini ci-dessus avec une valence n étant égal à 2. En particulier Y¹peut comprendre uniquement des motifs -CH₂-CH₂-O-, tel que défini précédemment.

De préférence, l’agent réticulant de formule Chem. II ou Chem. IIa ne comprend pas de motifs -[SiR²R³O]_m-SiR²R³-.

La réticulation de l’étape e) du polysaccharide fourni à l’étape a) ou du polysaccharide obtenu suite à l’étape d) a lieu de préférence en présence de 0,05 à 10 moles, notamment de 0,05 à 7 moles, plus avantageusement de 0,05 à 5 moles, encore plus avantageusement de 0,1 à 2 moles, d’au moins un agent réticulant pour 100 moles d’unité de répétition du polysaccharide.

En particulier, la réticulation de l’étape e) a lieu en milieu réactionnel aqueux. Toutefois, si nécessaire, un solvant organique tel qu’un alcool, en particulier l’éthanol, ou le DMSO peut être utilisé pour solubiliser l’agent réticulant, par exemple lorsqu’il s’agit du poly(diméthylsiloxane) terminé à chaque extrémité par un diglycidyl éther (numéro CAS : 130167-23-6) avant ajout au milieu réactionnel aqueux.

Avantageusement, et notamment lorsque les groupes Z, tels que Z¹ou Z², représentent un groupe époxyde ou un groupe vinyle, la réticulation de l’étape e) a lieu à un pH supérieur ou égal à 10, plus avantageusement supérieur ou égal à 12.

Pour cela, le milieu réactionnel comprend de préférence une base de Bronsted, plus préférentiellement un sel d’hydroxyde, tel qu’un hydroxyde de sodium ou de potassium. En particulier, le milieu réactionnel comprend une base de Bronsted, plus préférentiellement un hydroxyde, encore plus préférentiellement un hydroxyde de sodium ou de potassium à une concentration comprise entre 0,10M et 0,30M.

Selon un mode de réalisation, la réticulation de l’étape e) a lieu entre 4°C et 60°C, plus préférentiellement entre 10°C et 50°C.

En particulier, la réticulation de l’étape e) a lieu entre 1 heure et 2 semaines, plus particulièrement entre 3 heures et 1 semaine.

Selon une variante, la réticulation de l’étape e) a lieu à la températureTet pressionP, pendant une duréettelle que décrite ci-dessus, la duréetvariant en fonction du pH du milieu réactionnel. Dans ce cas, l’étape e) est avantageusement concomitante au moins en partie ou totalement à l’étape d) et éventuellement l’étape c).

En présence de plusieurs agents réticulants, les agents réticulants peuvent être ajoutés de manière simultanée ou séparée dans le temps. L’étape e) peut ainsi comprendre des étapes de réticulation répétées. Le taux de réticulation total en agents réticulant varie de 0,05 à 10% molaire tel que défini précédemment.

Cette étape permet de réticuler les chaines polysaccharidiques entre elles. Les groupes fonctionnels de l’agent réticulant réagissent avec des groupements fonctionnels présents sur les polysaccharides de sorte à lier les chaines polysaccharidiques entre elles et à les réticuler en formant des liaisons intermoléculaires. L’agent réticulant peut également réagir avec des groupements fonctionnels présents sur une même molécule de polysaccharide de sorte à former des liaisons intramoléculaires. Notamment, les groupes fonctionnels de l’agent réticulant réagissent avec les groupes -OH ou -COOH, éventuellement CHO, présents sur les polysaccharides tels que l’acide hyaluronique. On obtient ainsi des polysaccharides réticulés comprenant au moins un lien de réticulation entre deux chaines polysaccharidiques, ledit lien de réticulation étant le résidu de l’agent réticulant de l’étape e).

En particulier, suite à l’étape e), les polysaccharides réticulés comprennent au moins un lien de réticulation entre deux chaines polysaccharidiques, ledit lien de réticulation comprenant plus particulièrement le groupe polyvalent Y tel que décrit ci-dessus, de préférence, le groupe divalent Y¹tel que décrit ci-dessus.

Certains groupes fonctionnels Z (tels que Z¹et Z²) de l’agent réticulant peuvent cependant ne pas réagir avec une chaine polysaccharidique.

En particulier, lorsque l’agent réticulant comporte deux groupements fonctionnels Z¹et Z², l’un des groupes fonctionnels Z¹peut réagir avec un polysaccharide tandis que l’autre groupe fonctionnel Z²ne réagit avec aucun polysaccharide. Un lien pendant est alors formé.

D’une manière générale, la quantité en agent de fonctionnalisation augmente lorsque l’on diminue la quantité en agent réticulant, et réciproquement.

Selon une première variante, l’étape e) a lieu avant l’étape c), notamment entre l’étape a) et l’étape c).

Selon une deuxième variante, les étapes c) et e) sont concomitantes. Selon cette variante, l’étape d) peut être au moins en partie concomitante à l’étape c) tel que décrit ci-dessus.

Selon une troisième variante, l’étape e) a lieu après l’étape c) et avant d) ou après l’étape c) et au moins en partie concomitamment avec l’étape d).

Ainsi, lors de l’étape e), le milieu réactionnel peut être maintenu en partie de préférence à la températureTet pressionPpendant une duréettelle que décrit ci-dessus, cette duréetvariant en fonction du pH du milieu réactionnel, en particulier lorsque l’étape e) est au moins en partie concomitante avec l’étape d).

Selon une quatrième variante, l’étape e) a lieu après l’étape d).

Etape f)

De préférence, le procédé selon l’invention comprend en outre une étape f) d’ajout d’une molécule de formule Chem. III suivante :

R⁷O-[R¹²R¹³SiO]_p-R⁸

ou un sel de celle-ci

dans laquelle :

- p est un nombre entier de 1 à 20 ;

- R¹²et les R¹³, identiquesou différents, représentent un atome d'hydrogène ; un atome d'halogène ; un groupement –OR¹⁴avec R¹⁴représentant un atome d'hydrogène, un groupement aryle ou un groupe hydrocarboné aliphatique comportant de 1 à 6 atomes de carbone ; un aryle ; ou un groupe hydrocarboné aliphatique comportant de 1 à 6 atomes de carbone éventuellement substitué par un ou plusieurs groupes choisis parmi un atome d’halogène, un aryle ou un hydroxyle ; et

- R⁷et R⁸, identiques ou différents, représentent un atome d'hydrogène, un groupement aryle ou un groupe hydrocarboné aliphatique comportant de 1 à 6 atomes de carbone.

Selon un mode de réalisation l’étape f) est réalisée avant que la température du milieu réactionnel ne soit à la températureTet pressionPlors de l’étape d), notamment avant, pendant ou après l’étape c).

Selon une variante, l’étape f) est réalisée après l’étape d), c’est-à-dire après que le milieu réactionnel ait été maintenu à la températureTet pressionP.

Lorsque l’étape c) et l’étape d) sont concomitantes, l’étape f) est réalisée avant ces étapes c) et d), en particulier entre l’étape a) et l’étape c).

De préférence, R¹²et les R¹³, identiquesou différents, représentent un groupement –OR¹⁴avec R¹⁴représentant un atome d'hydrogène, un groupement aryle ou un groupe hydrocarboné aliphatique comportant de 1 à 6 atomes de carbone ; un aryle ; ou un groupe hydrocarboné aliphatique comportant de 1 à 6 atomes de carbone éventuellement substitué par un ou plusieurs groupes choisis parmi un atome d’halogène, un aryle ou un hydroxyle.

En particulier, R¹²et lesR¹³, identiquesou différents, représentent un groupement –OR¹⁴avec R¹⁴représentant un atome d'hydrogène, un groupe hydrocarboné aliphatique comportant de 1 à 6 atomes de carbone, de préférence un groupement (C1-C6)alkyle ; ou un groupe hydrocarboné aliphatique comportant de 1 à 6 atomes de carbone, de préférence un groupement (C1-C6)alkyle.

Avantageusement, R⁷et R⁸, identiques ou différents, représentent un atome d'hydrogène, ou un groupe hydrocarboné aliphatique comportant de 1 à 6 atomes de carbone, de préférence un groupement (C1-C6)alkyle.

Cette molécule de formule Chem. III comporte des groupements Si-OR (Si-OR⁷, Si-OR⁸et éventuellement Si-OR¹⁴) capables de réagir avec les groupements Si-OR (Si-OR¹⁰et éventuellement Si-OR⁴) de la molécule de formule Chem. I. Ainsi, lors de la réaction sol-gel permettant la formation de liaisons Si-O-Si, une molécule de formule Chem. III peut se lier à deux molécules de formule Chem. I greffées sur des chaines polysaccharidiques de sorte à former des liaisons de réticulation résultant du couplage d’une molécule de formule Chem. III avec deux molécules de formule Chem. I.

Par exemple, la molécule de formule Chem. III est l’acide orthosilicique, le tétraéthyl orthosilicate (TEOS), le polydiméthylsiloxane (PDMS), le TEOS/acide orthosilicique oligomérisés, ou le méthyl silanetriol (de préférence utilisé sous forme de son sel de sodium appelé méthyl siliconate de sodium - NAMS).

Avantageusement, l’étape f) a lieu à un pH supérieur ou égal à 9, notamment supérieur ou égal à 10, plus avantageusement supérieur ou égal à 12, et notamment inférieur à 14, par exemple inférieur ou égale à 13,5, en particulier lorsque la molécule de formule Chem. III est le méthyl siliconate de sodium (NAMS).

Pour cela, le milieu réactionnel comprend de préférence une base de Bronsted, plus préférentiellement un hydroxyde, encore plus préférentiellement un hydroxyde de sodium ou de potassium. En particulier, le milieu réactionnel comprend une base de Bronsted, plus préférentiellement un hydroxyde, encore plus préférentiellement un hydroxyde de sodium ou de potassium à une concentration comprise entre 0,10M et 0,30M.

Les étapes g) à i) qui suivent sont des étapes de formulation du gel réalisées :

- soit toutes avant que le milieu réactionnel ne soit à la températureTet pressionPlors de l’étape d),

- soit toutes après l’étape d), c’est-à-dire après que le milieu réactionnel ait été maintenu à températureTet pressionP.

Etape g)

Avantageusement, le procédé selon l’invention comprend en outre une étape g) d’ajout d’au moins un composant additionnel choisi parmi les agents lubrifiants ; les principes actifs cosmétiques tels que les antioxydants, les co-enzymes, les acides aminés, les vitamines, les minéraux, et les acides nucléiques ; et les mélanges de ceux-ci, tels que décrits ci-dessous.

L’étape g) peut comprendre également l’ajout d’au moins un principe actif thérapeutique avantageusement choisi parmi les anesthésiants, les antibiotiques, les antifongiques, l’adrénaline et ses dérivés, et les mélanges de ceux-ci, tels que décrits ci-dessous, en sus ou à la place du au moins un composant additionnel mentionné ci-dessus.

Le cas échéant, l’étape g) a lieu préférentiellement après l’étape h) de purification.

Le cas échéant, l’étape g) a lieu préférentiellement avant l’étape j) de stérilisation.

En particulier, l’étape g) peut comprendre également l’ajout d’au moins un principe actif thérapeutique, au moins un principe actif cosmétique, ou leur mélange.

Lorsqu’ au moins un principe actif thérapeutique et/ou au moins un principe actif cosmétique est ajouté, l’étape g) a lieu de préférence avant que le milieu réactionnel ne soit à la températureTet pressionPlors de l’étape d).

Etape h)

De préférence, le procédé comprend en outre au moins une étape h) de purification, en particulier par dialyse.

Le cas échéant, l’au moins une étape h) a lieu préférentiellement avant l’étape g).

Le cas échéant, l’au moins une l’étape h) a lieu préférentiellement avant l’étape j) de stérilisation.

Le cas échéant, l’au moins une l’étape h) a lieu préférentiellement avant l’étape i) de tamisage.

Selon un mode de réalisation particulier, une purification est réalisée après l’étape c).

Selon un autre mode de réalisation, une purification est réalisée après l’étape e).

Selon un autre mode de réalisation, une purification est réalisée après l’étape d).

Etape i)

En particulier, le procédé comprend en outre une étape i) de tamisage, plus particulièrement avec un tamis d’une porosité comprise entre 50 et 2000 µm.

. Cette étape de tamisage permet d’obtenir un hydrogel plus homogène avec une force d’extrusion la plus constante possible, i.e. la plus régulière possible. L’homme du métier sait sélectionner un tamis avec une taille de pores adaptée en fonction des propriétés mécaniques du gel qu’il souhaite obtenir.

De préférence, l’étape i) a lieu après les étapes a) à d) et les éventuelles étapes e), f), g) et h).

Le cas échéant, l’étape i) a lieu préférentiellement avant l’étape j) de stérilisation.

Etape j)

Le procédé selon l’invention peut comprendre une étape de stérilisation. La stérilisation est de préférence réalisée par la chaleur, notamment par autoclave. La stérilisation est généralement effectuée en augmentant la température du milieu de stérilisation jusqu’à une température dite « température au plateau », qui est maintenue pendant une durée déterminée dite « durée au plateau ». La stérilisation est de préférence réalisée à une température au plateau allant de 121°C à 135°C, de préférence d’une durée au plateau allant de 1 minute à 20 minutes avec F0 ≥ 15. La valeur stérilisatrice F0 correspond au temps nécessaire, en minutes, à 121°C, pour inactiver 90% de la population de microorganismes présente dans le produit à stériliser. Alternativement, la stérilisation peut être notamment réalisée par radiation aux rayons gamma, UV ou au moyen d’oxyde d’éthylène.

Ainsi, avantageusement, le procédé comprend en outre une étape j) de stérilisation de l’hydrogel, notamment une étape de stérilisation par la chaleur réalisée à une température au plateau comprise entre 121°C et 135°C, de préférence d’une durée au plateau entre 1 minute et 20 minutes avec F0 ≥ 15 ou une étape de stérilisation par radiation UV.

Selon une première alternative, l’étape de stérilisation est réalisée après les étapes a) à d) et les éventuelles étapes e), f), g), h) et i).

Selon une deuxième alternative, l’étape de stérilisation a lieu après l’étape c) et avant que le milieu réactionnel ne soit à la températureTet pressionPlors de l’étape d). Dans ce cas, le pH du milieu réactionnel est ajusté à un pH physiologique (6,8-7,8) avant la stérilisation.

En particulier, le gel est stérilisé après avoir été conditionné dans son dispositif d’injection et le conditionnement du gel a lieu suite à toutes les étapes du procédé et avant la stérilisation.

Etape k)

En particulier, le procédé comprend en outre une étape k) de gonflement du gel.

Lors de l’étape de gonflement du gel, la concentration en polysaccharide du gel est adaptée. En particulier, un solvant est ajouté, par exemple, de l’eau, un tampon phosphate, de l’eau pour préparation injectable. Plus particulièrement, le solvant ajouté a un pH autour du pH physiologique.

La concentration en polysaccharide obtenue suite à l’étape k) est avantageusement comprise entre 1 mg/g de gel et 50 mg/g de gel, plus avantageusement entre 5 mg/g de gel et 35 mg/g de gel, encore plus avantageusement entre 10 mg/g de gel et 30 mg/g de gel.

De préférence, l’étape k) a lieu après l’étape d) et le retour du milieu réactionnel à un pH physiologique (6,8-7,8), le cas échéant.

Hydrogel

La présente invention a également pour objet un hydrogel susceptible d’être obtenu par le procédé de la présente invention. Un tel hydrogel peut également être désigné par le terme « cryogel ».

De préférence, le milieu liquide de l’hydrogel est un milieu aqueux choisi parmi une solution aqueuse ou un mélange de solutions aqueuses, préférentiellement choisi parmi de l’eau pour préparation injectable, du tampon phosphate salin ou un mélange des deux, encore préférentiellement du tampon phosphate salin dans le contexte d’applications thérapeutiques, cosmétiques et esthétiques selon l’invention.

Cet hydrogel est de préférence un hydrogel injectable. Il est de préférence stérile, notamment stérilisé par la chaleur à une température au plateau comprise entre 121°C et 135°C, de préférence d’une durée au plateau entre 1 minutes et 20 minutes avec F0 ≥ 15.

L’hydrogel est de préférence homogène.

Cet hydrogel est de préférence un hydrogel injectable. Il est de préférence stérile, notamment stérilisé par la chaleur à une température au plateau comprise entre 121°C et 135°C, de préférence d’une durée au plateau entre 1 minutes et 20 minutes avec F0 ≥ 15. L’hydrogel est de préférence homogène. L’hydrogel est de préférence filant, avec notamment un angle de phase δ compris entre 20° et 45°.

Cet hydrogel peut comprendre également un composant additionnel choisi parmi les agents lubrifiants ; les principes actifs cosmétiques tels que les antioxydants, les co-enzymes, les acides aminés, les vitamines, les minéraux, et les acides nucléiques ; et les mélanges de ceux-ci, tels que décrits ci-dessous.

Cet hydrogel peut comprendre également au moins un principe actif thérapeutique avantageusement choisi parmi les anesthésiants, les antibiotiques, les antifongiques, l’adrénaline et ses dérivés, et les mélanges de ceux-ci, tels que décrits ci-dessous.

Le polysaccharide de cet hydrogel est de préférence tel que défini ci-dessus, dans le cadre de la description de l’étape a) du procédé selon l’invention.

Préférentiellement, un hydrogel selon la présente invention, acceptable pour les applications thérapeutiques et/ou cosmétiques visées par la présente invention, possède un stress au cross-over (ou contrainte au croisement des modules G’ et G’’) supérieur ou égal à 50 Pa, préférentiellement entre 50 et 5000 Pa et encore préférentiellement entre 100 et 1000 Pa et un module élastique G’ supérieur ou égal à 20 Pa, préférentiellement de 100 Pa à 2000 Pa, encore préférentiellement de 100 Pa à 1000 Pa.

Préférentiellement, un hydrogel selon la présente invention, acceptable pour les applications thérapeutiques et/ou cosmétiques visées par la présente invention, possède une cohésivité de 1 N à 30 N. Cette cohésivité est mesurée par compression mécanique à l’aide d’un rhéomètre. Pour cela, le gel est déposé sur un plan Peltier avec un entrefer initial de 2.60mm ; il est ensuite comprimé à une vitesse constante de 100 μm/s jusqu’à 70 % de l’entrefer initial, à 25°C ; finalement, la cohésivité du gel est mesurée à la fin de la course de compression. Plus un gel est cohésif, i.e. a une valeur de cohésivité élevée, plus il est capable de résister à des contraintes, telles que celles qu’il peut rencontrer après son administration chez un sujet.

Composition

La présente invention a également pour objet une composition comprenant l’hydrogel selon la présente invention. Il s’agit de préférence d’une composition cosmétique ou pharmaceutique. Elle peut comprendre en outre des excipients physiologiquement acceptables.

L’hydrogel selon l’invention comprend un polysaccharide, de préférence de l’acide hyaluronique, réticulé. La composition peut comprendre en outre un polysaccharide, de préférence de l’acide hyaluronique, non réticulé.

L’acide hyaluronique non réticulé peut être présent dans la composition en tant que lubrifiant.

La composition selon la présente invention peut ainsi comprendre de 0,1 à 5% en poids, de préférence de 1 à 3 % en poids de polysaccharide, de préférence d’acide hyaluronique, par rapport au poids total de ladite composition, le polysaccharide tel que l’acide hyaluronique, étant présent sous forme réticulée et optionnellement non réticulée. En particulier, la teneur en polysaccharide, notamment en acide hyaluronique, non réticulé varie de 0 à 40% en poids, préférentiellement de 1 à 40% en poids, plus préférentiellement de 5 à 30% en poids, par rapport au poids total de polysaccharide, notamment d’acide hyaluronique, présent dans la composition.

La composition selon la présente invention est de préférence une composition stérile, notamment stérilisée par la chaleur à une température au plateau comprise entre 121°C et 135°C, de préférence d’une durée au plateau entre 1 minute et 20 minutes avec F0 ≥ 15. Il s’agit de préférence d’une composition injectable. La composition selon l’invention comprend alors de préférence un milieu physiologiquement acceptable, de préférence un milieu aqueux physiologiquement acceptable.

Le milieu aqueux physiologiquement acceptable peut comprendre un solvant ou un mélange de solvants physiologiquement acceptables et comprend de préférence de l’eau, de préférence le solvant est de l’eau.

Le milieu physiologiquement acceptable peut également comprendre des agents isotoniques tels que des oses, du chlorure de sodium et leur mélange.

Le milieu physiologiquement acceptable peut en outre comprendre au moins une solution saline isotonique et physiologiquement acceptable.

De préférence, ladite solution saline équilibrée est une solution saline tamponnée par des phosphates, et particulièrement un tampon de solution saline de KH₂PO₄/K₂HPO₄.

La composition selon l’invention peut comprendre en outre au moins un composé additionnel choisi parmi les agents lubrifiants ; les principes actifs cosmétiques tels que les antioxydants, les co-enzymes, les acides aminés, les vitamines, les minéraux, et les acides nucléiques ; et les mélanges de ceux-ci. Préférentiellement, le composé additionnel est hydrosoluble ou modifié pour être soluble en milieu aqueux. La composition selon l’invention peut comprendre également au moins un principe actif thérapeutique avantageusement choisi parmi les anesthésiants, les antibiotiques, les antifongiques, l’adrénaline et ses dérivés, et les mélanges de ceux-ci, tels que décrits ci-dessous. Préférentiellement, le principe actif thérapeutique est hydrosoluble.

En tant qu’anesthésiants, on peut mentionner l’Ambucaïne, l’Amoxécaïne, l’Amyléine, l’Aprindine, l’Aptocaïne, l’Articaïne, la Benzocaïne, la Bétoxycaïne, la Bupivacaïne, la Butacaïne, le Butamben, la Butanilicaïne, le Chlorobutanol, la Chloroprocaïne, la Cinchocaïne, la Clodacaïne, la Cocaïne, la Cryofluorane, la Cyclométhycaïne, la Dexivacaïne, la Diamocaïne, le Dipérodon, la Dyclonine, l’Etidocaïne, l’Euprocine, la Fébuvérine, la Fomocaïne, le Guafécaïnol, l’Heptacaïne, l’Hexylcaïne, l’Hydroxyprocaïne, l’Hydroxytétracaïne, l’Isobutamben, la Leucinocaïne, la Lévobupivacaïne, le Lévoxadrol, le Lidamidine, la Lidocaïne, la Lotucaïne, le Menglytate, la Mépivacaïne, la Méprylcaïne, la Myrtécaïne, l’Octacaïne, l’Octodrine, l’Oxétacaïne, l’Oxybuprocaïne, la Paréthoxycaïne, la Paridocaïne, la Phénacaïne, la Pipérocaïne, la Piridocaïne, le Polidocanol, la Pramocaïne, la Prilocaïne, la Procaïne, la Propanocaïne, la Propipocaïne, la Propoxycaïne, la Proxymétacaïne, la Pyrrocaïne, La Quatacaïne, La Quinisocaïne, la Risocaïne, la Rodocaïne, la Ropivacaïne, la Tétracaïne, la Tolycaïne, la Trimécaïne ou un sel de celui-ci, en particulier un chlorhydrate de celui-ci, et un mélange de ceux-ci.

Des exemples d’antioxydants incluent de manière non limitative le glutathion, le glutathion réduit, l’acide ellagique, la spermine, le resvératrol, le rétinol, la L-carnitine, les polyols, les polyphénols, les flavonols, les théaflavines, les catéchines, la caféine, l’ubiquinol, l’ubiquinone, l’acide alpha-lipoïque et leurs dérivés, et un mélange de ceux-ci.

Des exemples d’acides aminés incluent de manière non limitative, on peut mentionner l’arginine (e.g. L-arginine), l’isoleucine (e.g. L-isoleucine), la leucine (e.g. L-leucine), la lysine (e.g. L-lysine ou L-lysine monohydratée), la glycine, la valine (e.g. L-valine), la thréonine (e.g. L-thréonine), la proline (e.g. L-proline), la méthionine, l’histidine, la phénylalanine, le tryptophane, la cystéine, leurs dérivés (e.g. dérivés N-acétylés comme la N-acétyl-L-cystéine) et un mélange de ceux-ci.

Des exemples de vitamines et de leurs sels incluent de manière non limitative, les vitamines E, A, C, B, spécialement les vitamines B6, B8, B4, B5, B9, B7, B12, et mieux la pyridoxine et ses dérivées et/ou sels, de préférence le chlorhydrate de pyridoxine.

Des exemples de minéraux incluent de manière non limitative, les sels de zinc (e.g. acétate de zinc, notamment déshydraté), les sels de magnésium, les sels de calcium (e.g l’hydroxyapatite, notamment sous forme de bille), les sels de potassium, les sels de manganèse, les sels de sodium, les sels de cuivre (e.g. sulfate de cuivre, notamment pentahydraté), éventuellement sous une forme hydratée, et les mélanges de ceux-ci.

En tant qu’acides nucléiques, on peut mentionner en particulier l’adénosine, la cytidine, la guanosine, la thymidine, la cytodine, leurs dérivés et un mélange de ceux-ci.

En tant que co-enzymes, on peut citer la coenzyme Q10, la CoA, le NAD, le NADP, et les mélanges de ceux-ci.

En tant que dérivés d’adrénaline, on peut mentionner la noradrénaline.

Les quantités de composés additionnels dépendent bien entendu de la nature du composé en question, de l’effet souhaité, et de la destination de la composition telle que décrite ici.

applications

L’hydrogel ou la composition selon l’invention peut avoir des applications thérapeutiques, cosmétiques ou esthétiques.

La présente invention concerne donc également un hydrogel ou une composition selon l’invention pour son utilisation dans le comblement et/ou le remplacement de tissus, en particulier de tissus mous, notamment par injection de l’hydrogel ou de la composition dans le tissu.

L’hydrogel ou la composition peut être destinée à une application superficielle. Une application superficielle se réfère à l’administration d’une composition dans les couches supérieures de la peau, i.e. dans ou sur la peau, par exemple par mésothérapie et par exemple pour réduire les rides superficielles et/ou pour améliorer la qualité de la peau (comme son éclat, sa densité ou sa structure) et/ou pour rajeunir la peau.

L’hydrogel ou la composition peut être destinée à une application profonde. Une application profonde se réfère à l’administration d’une composition dans les couches les plus profondes de la peau et/ou sous la peau (au-dessus du périoste) pour augmenter le volume des tissus mous, comme pour combler les rides profondes et/ou les régions partiellement atrophiées du visage et/ou du corps.

L’hydrogel ou la composition peut être polyvalent(e), i.e. être utilisé(e) à la fois pour une application profonde et superficielle.

De préférence, lorsque l’hydrogel ou la composition selon l’invention comprend au moins un principe actif thérapeutique, la présente invention concerne l’hydrogel ou une composition selon l’invention pour son utilisation dans la libération modifiée, retardée ou prolongée de principes actifs thérapeutiques.

En particulier, l’hydrogel ou la composition selon l’invention est utilisé dans des soins bucco-dentaires et plus particulièrement dans le traitement de la récession gingivale, ou pour combler les poches parodontales. Plus particulièrement, l’hydrogel ou la composition selon l’invention est utilisé pour traiter les défauts de l’architecture gingivale qui peuvent arriver avec la perte de dent, avec le vieillissement, avec les maladies et troubles parodontales, ou après la pose d’implants de dent, de couronnes ou de bridges.

L’hydrogel ou la composition selon l’invention peut être utilisé également en ophtalmologie, plus particulièrement pour protéger les structures oculaires durant une chirurgie de l’œil comme par exemple la chirurgie ophtalmique du segment antérieur ou postérieur, l’extraction de la cataracte éventuellement avec implantation d’une lentille intraoculaire, la chirurgie de transplantation cornéenne, la chirurgie filtrante du glaucome, ou encore l’implantation d’une lentille secondaire. Dans ce cas, l’hydrogel ou la composition selon l’invention sera plus particulièrement injecté dans l’œil.

L’hydrogel ou la composition selon l’invention peut être utilisé également en orthopédie ou rhumatologie, par exemple par injection dans la cavité synoviale. L’hydrogel ou la composition selon l’invention est utilisé alors en tant que viscosupplémentation.

L’hydrogel ou la composition selon l’invention peut être utilisé également dans le traitement de la lipodystrophie.

L’hydrogel ou la composition selon l’invention peut être utilisé en chirurgie esthétique, en particulier pour des gynécoplasties et/ou pénoplasties.

L’hydrogel ou la composition selon l’invention est administré plus particulièrement par injection.

L’hydrogel ou la composition selon l’invention peuvent également être utilisés pour la libération modifiée, retardée ou prolongée de principes actifs thérapeutiques, en particulier les principes actifs thérapeutiques tels que décrits ci-dessus. Plus l’hydrogel est laissé à température T° et à pression P longtemps en présence du ou des principes actifs, plus la réaction sol-gel sera importante et plus la libération du principe actif sera lente. Ainsi, il est possible d’adapter la durée et/ou l’intensité de libération du principe actif à la demande. Cela s’applique également à la libération modifiée, retardée ou prolongée de principes actifs cosmétiques.

La présente invention a également pour objet l’utilisation esthétique, et donc non thérapeutique, d’un hydrogel ou d’une composition selon l’invention pour prévenir et/ou traiter l’altération des propriétés viscoélastiques ou biomécaniques de la peau, et en particulier pour régénérer hydrater, raffermir ou restaurer l’éclat de la peau, notamment par mésothérapie ; pour combler des défauts volumiques de la peau, et notamment combler des rides, des ridules ou des cicatrices (en particulier des cicatrices creuses) ; pour réduire l’apparition des rides et ridules ; ou lorsque ledit hydrogel ou ladite composition comprend au moins un principe actif cosmétique, pour la libération modifiée, retardée ou prolongée de principes actifs cosmétiques, notamment tels que définis ci-dessus.

Par exemple, la présente invention a pour objet l’utilisation esthétique d’un hydrogel ou d’une composition selon l’invention pour atténuer les sillons naso-géniens et plis d’amertumes ; pour augmenter le volume des pommettes, du menton ou des lèvres ; pour rétablir les volumes du visage notamment des joues, des tempes, de l’ovale du visage, et du pourtour de l’œil ; ou pour régénérer, hydrater, raffermir ou restaurer l’éclat de la peau, notamment par mésothérapie.

En particulier, l’hydrogel ou la composition selon l’invention est un hydrogel ou une composition anti-âge. L’hydrogel ou la composition selon l’invention est administré plus particulièrement par injection.

La présente invention concerne également un procédé de traitement cosmétique, de préférence anti-âge, des matières kératiniques, en particulier de la peau, comprenant au moins une étape d’administration d’un hydrogel ou d’une composition selon l’invention sur ou à travers lesdites matières kératiniques, plus particulièrement par injection.

L’administration peut être une injection, en particulier une injection intra-épidermique et/ou intradermique et/ou sous-cutanée. L'administration par injection intra-épidermique et/ou intradermique et/ou sous-cutanée selon l'invention vise à injecter un hydrogel ou une composition de l'invention dans une région épidermique, dermo-épidermique et/ou dermique. L’hydrogel ou la composition selon l’invention peut être administré également par une injection supra-périostée.

L’hydrogel ou la composition selon l’invention peut être injecté en utilisant l’un quelconque des modes connus de l'homme du métier. Notamment, un hydrogel ou une composition selon l'invention peut être administré au moyen d'un dispositif d'injection adapté à une injection intra-épidermique et/ou intradermique et/ou sous-cutanée et/ou supra-périostée. Le dispositif d'injection peut notamment être choisi parmi une seringue, un ensemble de microseringues, un dispositif laser ou hydraulique, un pistolet d'injection, un dispositif d'injection sans aiguille, ou un rouleau à micro-aiguilles.

Le dispositif d'injection peut comporter tout moyen d'injection habituellement utilisée convenant à une injection intraépidermique et/ou intradermique et/ou sous-cutanée et/ou supra-périostée. De préférence, un tel moyen peut être une aiguille hypodermique ou une canule.

Une aiguille ou canule selon l'invention peut présenter un diamètre variant de 18 à 34 G, de préférence entre 25 et 32 G, et une longueur variant de 4 à 70 mm, et de préférence de 4 à 25 mm. L'aiguille ou canule est avantageusement à usage unique.

Avantageusement, l'aiguille ou canule est associée à une seringue ou tout autre dispositif permettant de délivrer à travers l'aiguille ou la canule ledit hydrogel ou ladite composition injectable.

Selon une variante de réalisation, un cathéter peut être intercalé entre l'aiguille/la canule et la seringue. De façon connue, la seringue peut être actionnée manuellement par le praticien ou bien par un support de seringue comme les pistolets.

De préférence, le dispositif d'injection peut être choisi parmi une seringue ou un ensemble de microseringues.

Dans une variante de réalisation, le dispositif d'injection peut être adapté à la technique de la mésothérapie.

La mésothérapie est une technique de traitement par injection intra-épidermique et/ou intradermique et/ou sous-cutanée d’une composition ou d’un hydrogel. La composition ou l’hydrogel est administré selon cette technique par injection sous forme de multiples gouttelettes de faible taille au niveau de l'épiderme, de la jonction dermo-épidermique et/ou du derme afin, notamment, de réaliser un nappage sous-cutané. La technique de mésothérapie est notamment décrite dans l'ouvrage « Traité de mésothérapie » de Jacques LE COZ, édition Masson, 2004. La mésothérapie faite sur le visage est également appelée mésolift, ou également sous le terme anglosaxon « mesoglow ».

L’administration peut également être topique.

De préférence, il s’agit d’une application topique sur la surface de la peau, plus particulièrement sur l’épiderme, encore plus particulièrement sur l’épiderme facial.

Les effets biologiques additionnels accessoires des hydrogels selon l’invention peuvent être étudiésin vitroet/ouin vivo; lesdits testsin vivopeuvent par exemple inclure des tests d’administration chez le petit animal d’une composition selon l’invention vs. une composition comparative afin de suivre l’apparition d’effets biologiques avec notamment l’évaluation de l’amélioration de la qualité de la peau chez l’animal, en particulier l’homme vivant (e.g. son hydratation et/ou son élasticité) et, après sacrifice de l’animal, des coupes histologiques pour étudier l’éventuelle modification de l’expression protéique au niveau du site d’administration (coloration).

Ces testsin vivopeuvent également inclure l’évaluation de la qualité de la peau chez l’homme suite à l’administration d’une composition selon l’invention vs. une composition comparative.

Lesdits testin vitroincluent des tests sur des cellules dermiques (telles que les fibroblastes) de cytotoxicité, de viabilité, d’expression protéique (ELISA) notamment pour l’expression de l’acide hyaluronique, de l’élastine, de la fibrilline, de l’aquaporine et/ou des collagènes de différents types et d’expression génique (e.g. gènes codants pour l’acide hyaluronique, l’élastine, la fibrilline, l’aquaporine et/ou les collagènes de différents types).

La présente invention est illustrée par les exemples non limitatifs ci-dessous.

EXEMPLES Matériel et méthodes

- GPTMS : (3-Glycidyloxypropyl)triméthoxy-silane (Sigma 440167)

- APTES :(3-aminopropyl)triethoxysilane (SIGMA)

- NaHA : hyaluronate de sodium non réticulé 1,5MDa et 4MDa (HTL)

- NaOH 0,25M

- HCl 1M (Chem Lab)

- Tampon Phosphate PBS (Braun),

- Chlorhydrate de Lidocaïne

- Agitateur tridimensionnel Turbula®

- Homogénéisateur broyeur à palettes

- Poche stérile

Mesure des propriétés viscoélastiques

Les propriétés viscoélastiques des prototypes obtenus ont été mesurées en utilisant un rhéomètre (DHR-2) ayant un cône en acier inoxydable (1° - 40 mm) à géométrie cône-plan et un plan peltier en aluminium anodisé (42 mm) (entrefer 24 μm).

Pour les mesures de module élastique G’, de module visqueux G’’ et d’angle de phase δ, un balayage en contraintes est effectué à 1 Hz et 25°C sur le gel.

Le module élastique G’, le module visqueux G’’ et l’angle de phase δ sont reportés pour une contrainte de 5 Pa.

La contrainte au croisement de G’ et G’’ notée τ par la suite est déterminée au croisement des courbes des modules G’ et G’’, et est exprimée en Pascal.

Mesure de la cohésivité

Pour la mesure de cohésivité (ou résistance mécanique, exprimée en Newton), le gel est déposé sur le plan Peltier avec un entrefer initial de 2.60mm. Le gel est ensuite comprimé à une vitesse constante de 100 μm/s jusqu’à 70 % de l’entrefer initial, à 25°C. La cohésivité du gel est mesurée à la fin de la course de compression.

Mesure de la force d’extrusion

Les forces d’extrusion (en Newton) des prototypes conditionnés en seringues ont été conduites par le biais d’un banc d’essai (Mecmesin 2.5-dV) équipé d’un dynamomètre (Mecmesin AFG 100N) à une vitesse constance de 12.5 mm/min, sur une distance de 2.5 cm, à travers une aiguille 27G ½’’ et à température ambiante. Les résultats de forces d’extrusion correspondent à la moyenne des forces moyennes d’extrusion sur au moins 3 échantillons.

Etude qualitative du caractère filant d’un produit

1mL de produit étudié est déposé sur une surface lisse et dure, e.g. une paillasse de laboratoire. A l’aide de son index, l’opérateur exerce une pression sur le produit de façon à le comprimer contre la surface puis relève son index à une vitesse de l’ordre du cm/sec, jusqu’à une hauteur d’environ 2cm de la surface. Une photographie est prise lorsque l’index est à une hauteur d’environ 2cm de la surface. Si le gel s’est rompu, le gel n’est pas filant ou présente un faible caractère filant. Si le gel n’est pas rompu, il présente un caractère filant acceptable.

Exemple 1 : Etude de l’influence de l’état, solide ou liquide, du milieu réactionnel pour la fonctionnalisation et la réaction sol-gel

Le prototype n° 1 (comparatif) et le prototype n°2 selon l’invention sont préparés chacun de la manière suivante :

1- Du hyaluronate de sodium (NaHA) sec 4 MDa est dissout à une concentration de 12% en poids dans une solution de soude à 0.25M dans une poche stérile,

2- Le mélange est homogénéisé,

3- Le GPTMS est ajouté dans la poche stérile à hauteur de 0,35 moles de GPTMS pour 1 mole d’unité de répétition de NaHA,

4- Le mélange est homogénéisé pendant 30 minutes,

5- La poche contenant le mélange est :

- pour le prototype 1 : maintenue à 21°C, pendant 72h, le milieu réactionnel est alors sous forme liquide, le pH du mélange est d’environ 13,

- pour le prototype 2 : mise au congélateur à -20°C, pendant 2 mois, le milieu réactionnel est à l’état solide, le pH du mélange est d’environ 13, puis la poche est décongelée à température ambiante en sortant la poche du congélateur et en la laissant à température ambiante jusqu’à retour à température ambiante du mélange dans la poche,

6- Une solution d’HCl 1N est ajoutée dans la poche stérile jusqu’à obtenir un pH de 7 ± 0,5,

7- Le mélange est dilué avec de l’eau pour préparation injectable jusqu’à une concentration de 20 mg d’acide hyaluronique/g de gel,

8- Le mélange est homogénéisé durant 16 h grâce à un agitateur tridimensionnel,
9- Le mélange est dialysé,

10- Le gel ainsi obtenu est conditionné en seringue,

11- Enfin, le gel est stérilisé à l’autoclave (F0 > 15).

Les propriétés viscoélastiques de chaque prototype sont analysées. Les résultats sont présentés dans le tableau 1 ci-dessous :

Prototype	Durée et température de l’étape 5	G’ (Pa) après stérilisation	δ (°)	τ (Pa)
1 (comparatif)	72 heures, 21°C	34 ± 6	40.4 ± 3,9	29 ± 17
2 (invention)	2 mois, -20°C	221 ± 21	19.1 ± 2,9	208 ± 25

Lorsque le milieu de réaction des étapes concomitantes de fonctionnalisation et de réaction sol-gel est liquide, à température ambiante (prototype 1 - comparatif), le gel préparé possède des propriétés viscoélastiques plus faibles (G’ et contrainte au croisement des G’ et G’’ plus faibles, angle de phase δ augmenté) que lorsque le milieu est solide, congelé conformément à l’invention, à une température de -20°C (prototype 2 – conforme à l’invention).

Seul le gel selon l’invention (prototype 2) présente des propriétés acceptables pour les applications thérapeutiques, cosmétiques et esthétiques visées par la présente invention (contrainte au croisement des G’ et G’’ supérieure à 50 Pa (208 ± 25 Pa) et G’ supérieur à 20 Pa (221 ± 21 Pa)). Au contraire, le gel comparatif (prototype 1) ne présente pas des propriétés acceptables (contrainte au croisement des G’ et G’’ inférieure à 50 Pa (29 ± 17 Pa)).

L’état, liquide ou solide, du milieu réactionnel lors des étapes concomitantes de fonctionnalisation et de réaction sol-gel a donc une influence sur les propriétés viscoélastiques des gels préparés.

Exemple 2 : Influence de la température pour la préparation d’hydrogels selon l’invention

Les prototypes n° 3 (selon l’invention), n°4 (comparatif), n°5 (comparatif) sont préparés chacun de la manière suivante :

1- Du hyaluronate de sodium (NaHA) sec 1.5 MDa est dissout à une concentration de 12% en poids dans une solution de soude à 0.25M dans une poche stérile,

2- Le GPTMS est ajouté dans la poche stérile à hauteur de 0,35 moles de GPTMS pour 1 mole d’unité de répétition de NaHA,

3- Le mélange est homogénéisé,

4- La poche contenant le mélange est :

- pour prototype n°3 : mise au congélateur à -20°C pendant 1 mois, le pH du mélange est d’environ 13, le milieu réactionnel est alors à l’état solide, puis la poche est décongelée à température ambiante en sortant la poche du congélateur et en la laissant à température ambiante jusqu’à retour à température ambiante du mélange dans la poche,

- pour le prototype n°4 : maintenue à 21°C pendant 72h, le milieu réactionnel est alors sous forme liquide, le pH du mélange est d’environ 13

- pour le prototype n°5 : maintenue à 52°C pendant 3 heures, le milieu réactionnel est alors sous forme liquide, le pH du mélange est d’environ 13

5- Une solution d’HCl 1N est ajoutée dans la poche stérile jusqu’à obtenir un pH de 7 ± 0,5,

6- Le mélange est dilué avec du tampon phosphate salin jusqu’à une concentration de 23 mg d’acide hyaluronique/g de gel,

7- Le mélange est homogénéisé durant au moins 16h et jusqu’à 24h grâce à un agitateur tridimensionnel,

8- Le mélange est dialysé,

9- 1% en poids d’une solution de tampon phosphate salin à 30% en poids en chlorhydrate de lidocaïne et pour contrebalancer le pH acide du chlorhydrate de lidocaïne, et 0.4% en poids d’une solution de NaOH 0,25M sont ajoutés au mélange dialysé,

10- Une quantité fixe de NaHA 4 MDa non réticulé est ajoutée en tant que lubrifiant,

11- Le gel ainsi obtenu est tamisé,

12- Le gel ainsi obtenu est conditionné en seringue,

13- Enfin, le gel est stérilisé à l’autoclave (F0 > 15).

Les propriétés viscoélastiques de chaque prototype sont analysées. Les résultats sont présentés dans le tableau 2 ci-dessous :

Prototype	Durée et température de l’étape 4	G’ (Pa) après stérilisation	δ (°)	τ (Pa)	F(N)	Cohésivité (N)
3 (invention)	1 mois, -20°C	176 ± 29	23,6 ± 0,9	293 ± 30	21,4 ± 1,0	8,20
4 (comparatif)	72 heures, 21°C	76 ± 5	27,0 ± 1,3	169 ± 23	18,1 ± 2,1	5,76
5 (comparatif)	3 heures, 52°C	6 ± 2	59,1 ± 6,7	N/A	7,1 ± 0,2	N/A

Seuls les prototypes 3 et 4 sont des gels (angle de phase inférieur à 45°), injectables (forces d’extrusion entre 5 et 25N) et présentent des propriétés acceptables pour des applications thérapeutiques, cosmétiques et esthétiques visées par la présente invention (contrainte au croisement des G’ et G’’ supérieure à 50 Pa et G’ supérieur à 20 Pa).

Néanmoins, pour des concentrations identiques en réactifs (GPTMS, NaHA), le prototype selon l’invention (prototype 3) présente des propriétés viscoélastiques et une cohésivité plus élevées que les prototypes préparés selon les procédés comparatifs (prototype 4 et 5).

De manière similaire à l’exemple 1, lorsque le milieu réactionnel est congelé conformément à l’invention, à une température de -20°C (prototype 3), le gel préparé présente un G’ et une contrainte au croisement des G’ et G’’ plus élevés ainsi qu’un angle de phase plus faible qu’un prototype préparé avec un milieu réactionnel est liquide, à température ambiante ou à 52°C (prototypes 4 et 5 - comparatifs).

Exemple 3 : Procédé selon l’invention de préparation d’un hydrogel à base d’acide hyaluronique et de GPTMS comprenant une étape de réticulation avec un agent réticulant

Les prototypes n° 6 (comparatif) et n°7 à 9 (selon l’invention) sont préparés chacun de la manière suivante :

2- Le GPTMS est ajouté dans la poche stérile à hauteur de 0,21 moles de GPTMS pour 1 mole d’unité de répétition de NaHA et 0,004 moles de BDDE pour 1 mole d’unité de répétition de NaHA,

3- Le mélange est homogénéisé pendant 30 minutes,

4- La poche contenant le mélange est :

- pour le prototype n°6 : maintenue à 21°C pendant 72 h, le milieu réactionnel est alors sous forme liquide, le pH du mélange est d’environ 13,

- pour le prototype n°7 : mise au congélateur à -20°C pendant 21 jours, le pH du mélange est d’environ 13, le milieu réactionnel est alors à l’état solide, puis la poche est décongelée à température ambiante en sortant la poche du congélateur et en la laissant à température ambiante jusqu’à retour à température ambiante du mélange dans la poche,

- pour le prototype n°8 : mise au congélateur à -20°C pendant 30 jours, le pH du mélange est d’environ 13, le milieu réactionnel est alors à l’état solide, puis la poche est décongelée à température ambiante en sortant la poche du congélateur et en la laissant à température ambiante jusqu’à retour à température ambiante du mélange dans la poche,

- pour le prototype n°9 : mise au congélateur à -20°C pendant 2 mois, le pH du mélange est d’environ 13, le milieu réactionnel est alors à l’état solide, puis la poche est décongelée à température ambiante en sortant la poche du congélateur et en la laissant à température ambiante jusqu’à retour à température ambiante du mélange dans la poche,
5- Une solution d’HCl 1N est ajoutée dans la poche stérile jusqu’à obtenir un pH de 7 ± 0,5,

6- Le mélange est dilué avec du tampon phosphate salin jusqu’à une concentration de 23 mg de HA/g de gel,

7- Le mélange est homogénéisé durant au moins 16 et jusqu’à 24h grâce à un agitateur tridimensionnel,

8- Le mélange est dialysé,

9- 1% en poids d’une solution de tampon phosphate salin à 30% en poids en chlorhydrate de lidocaïne et pour contrebalancer le pH acide du chlorhydrate de lidocaïne, 0.4% en poids d’une solution de NaOH 0,25M sont ajoutés au mélange dialysé,

10- une quantité fixe de NaHA 4 MDa non réticulé est ajouté en tant que lubrifiant,

11- Le gel ainsi obtenu est tamisé,

12- Le gel ainsi obtenu est conditionné en seringue,

13- Enfin, le gel est stérilisé à l’autoclave (F0 > 15).

Les propriétés viscoélastiques de chaque prototype sont analysées. Les résultats sont présentés dans le tableau 3 ci-dessous. En outre, le caractère filant de chaque prototype est étudié qualitativement. Les résultats obtenus pour les prototypes 6 à 9 sont présentés respectivement en figures 1 à 4.

La présente la photo de l’étude qualitative du caractère filant du prototype 6.

La présente la photo de l’étude qualitative du caractère filant du prototype 7.

La présente la photo de l’étude qualitative du caractère filant du prototype 8.

La présente la photo de l’étude qualitative du caractère filant du prototype 9.

Prototype	Durée et température de l’étape 4	G’ (Pa) après stérilisation	δ (°)	τ (Pa)	F(N)
6 (comparatif)	72 heures, 21°C	38 ± 3	38,9 ± 1,1	51 ± 7	9,9 ± 0,5
7 (invention)	21 jours, -20°C	119 ± 19	37,9 ± 2,2	143 ± 41	9,1 ± 0,3
8 (invention)	30 jours, -20°C	129 ± 17	27,9 ± 1,6	216 ± 25	18,1 ± 0,5
9 (invention)	2 mois, -20°C	326 ± 40	15,5 ± 1,6	395 ± 16	16,7 ± 1,3

Tous les prototypes 6 à 9 sont des gels (angles de phase inférieurs à 45°), injectables (forces d’extrusion entre 5 et 25N) et présentent des propriétés acceptables pour des applications thérapeutiques, cosmétiques et esthétiques visées par la présente invention (contraintes au croisement des G’ et G’’ supérieure à 50 Pa et G’ supérieurs à 20 Pa).

Néanmoins, le procédé selon l’invention aboutit à la préparation de gels très filants (prototypes 7 à 9), ce qui n’est pas le cas du procédé comparatif. Ce caractère filant/non filant est visible sur les photographies respectives des prototypes 6 à 9 aux figures 1 à 4.

Les prototypes 7, 8 et 9 selon l’invention ont des propriétés élastiques plus élevées (G’ plus élevé et angle de phase plus faible) que le prototype 6 comparatif.

Les propriétés élastiques des prototypes 7 à 9 augmentent progressivement proportionnellement à la durée des étapes concomitantes de fonctionnalisation, réaction sol-gel et réticulation.

Exemple 4 : Procédés de préparation de gels à base d’acide hyaluronique et de GPTMS utilisant différents taux de fonctionnalisation au GPTMS

Les prototypes n°10 à 12 selon l’invention sont préparés chacun comme suit :

2- Le GPTMS est ajouté dans la poche stérile respectivement à hauteur de :

- pour le prototype n°10 : 0,1 moles de GPTMS pour 1 mole d’unité de répétition de NaHA,

- pour le prototype n°11 : 0,21 moles de GPTMS pour 1 mole d’unité de répétition de NaHA,

- pour le prototype n°12 : 0,35 moles de GPTMS pour 1 mole d’unité de répétition de NaHA,

3- Le mélange est homogénéisé,

4- La poche contenant le mélange est mise au congélateur à -20°C pendant 1 mois sauf celle du prototype 10 qui est laissée 3 mois ; le pH du mélange est d’environ 13, le milieu réactionnel est alors à l’état solide, puis la poche est décongelée à température ambiante en sortant la poche du congélateur et en la laissant à température ambiante jusqu’à retour à température ambiante du mélange dans la poche,

8- Le mélange est dialysé,

9- 1% en poids d’une solution de tampon phosphate salin à 30% en poids en chlorhydrate de lidocaïne et pour contrebalancer le pH acide du chlorhydrate de lidocaïne, et 0.4% en poids d’une solution de NaOH 0,25M sont ajoutés au mélange dialysé ;

10- Une quantité fixe NaHA 4 MDa non réticulé est ajouté en tant que lubrifiant,
11- Le gel ainsi obtenu est tamisé,

12- le gel obtenu est conditionné en seringue,

13- Enfin, le gel est stérilisé à l’autoclave (F0 > 15).

Les propriétés viscoélastiques de chaque prototype sont analysées. Les résultats sont présentés dans le tableau 4 ci-dessous :

Prototype	Taux de fonctionnalisation au GPTMS (%molaire)	Durée des de l’étape 4	G’ (Pa) après stérilisation	δ (°)	Τ (Pa)	F(N)
10	10	3 mois	126 ± 20	33,9 ± 2,	192 ± 40	16,7 ± 0,6
11	21	1 mois	73 ± 7	42,8 ± 1,3	59 ± 22	9,6 ± 0,2
12	35	1 mois	176 ± 29	23,6 ± 0,9	293 ± 30	21,4 ±1,0

Tous les prototypes 10 à 12 sont des gels (angles de phase inférieurs à 45°), injectables (forces d’extrusion entre 5 et 25N) et présentent des propriétés acceptables pour des applications thérapeutiques, cosmétiques et esthétiques visées par la présente invention (contraintes au croisement des G’ et G’’ supérieure à 50 Pa et G’ supérieurs à 20 Pa).

A la vue des résultats ci-dessus, les propriétés élastiques des prototypes augmentent avec la quantité du GPTMS utilisée pour un même temps de congélation (G’ prototype 11, 21%molaire de GPTMS = 73 ± 7 Pa < G’ prototype 12, 35%molaire de GPTMS = 176 ± 29 Pa).

Exemple 5 : Procédé de préparation d’un hydrogel à base d’acide hyaluronique et de GPTMS dans lequel seule l’étape de condensation avancée est réalisée à -20°C

Les prototypes n°13 et 14 selon l’invention sont préparés chacun comme suit :

2- Le GPTMS est ajouté dans la poche stérile respectivement à hauteur de 0,35 moles de GPTMS pour 1 mole d’unité de répétition de NaHA,

3- Le mélange est homogénéisé,

4- La poche contenant le mélange est mise à 21°C pendant 3 jours, le pH du mélange est d’environ 13,

5- Ensuite,

- pour le prototype n°13 : la poche contenant le mélange est mise à -20°C, pendant 1 mois, le pH du mélange est d’environ 13, le milieu réactionnel est alors sous forme solide ; le mélange est ensuite décongelé à température ambiante en sortant la poche du congélateur et en la laissant à température ambiante jusqu’à retour à température ambiante du mélange dans la poche,

- pour le prototype n°14, l’étape 6 succède à l’étape 4,

6- Une solution d’HCl 1N est ensuite ajoutée dans la poche stérile jusqu’à obtenir un pH de 7 ± 0,5,

7- Le mélange est dilué avec du tampon phosphate salin jusqu’à une concentration de 23 mg de HA/g de gel,

8- Le mélange est homogénéisé durant au moins 16 et jusqu’à 24h grâce à un agitateur tridimensionnel,

9- Le mélange est dialysé,

10- 1% en poids d’une solution de tampon phosphate salin à 30% en poids en chlorhydrate de lidocaïne et pour contrebalancer le pH acide du chlorhydrate de lidocaïne, 0.4% en poids d’une solution de NaOH 0,25M sont ajoutés au mélange dialysé,

11- Une quantité fixe de NaHA 4 MDa non réticulé est ajouté en tant que lubrifiant,

12- Le gel ainsi obtenu est tamisé puis conditionné en seringue,
13- Enfin, le gel est stérilisé à l’autoclave (F0 > 15).

Les propriétés viscoélastiques de chaque prototype sont analysées. Les résultats sont présentés dans le tableau 5 ci-dessous :

Prototype	Durée et température de l’étape 5	G’ (Pa)	δ (°)	τ (Pa)	F(N)
13	-20°C, 1 mois	182 ± 16	15,7 ± 0,6	426 ± 25	19,8 ± 0,8
14	N/A	76 ± 5	27,0 ± 1,3	169 ± 23	18,1 ± 2,1

Les étapes de fonctionnalisation et de congélation ont été séparées afin de visualiser leur influence sur les propriétés du gel. Nous pouvons ainsi observer que l’étape de congélation permet d’améliorer la réaction sol-gel et ainsi d’obtenir un gel avec des propriétés élastiques plus importantes.

Exemple 6 : Influence du poids moléculaire du polysaccharide

Les prototypes n°15 à 18 selon l’invention sont préparés chacun comme suit :

1- Du hyaluronate de sodium (NaHA) sec 1.5 MDa pour les prototypes 15 et 16 ou du NaHA sec 4 MDa pour les prototypes 17 et 18 est dissout à une concentration de 12% en poids dans une solution de soude à 0.25M dans une poche stérile,

2- Le GPTMS est ajouté dans la poche stérile à hauteur de 0,21 moles de GPTMS pour 1 mole d’unité de répétition de NaHA,

3- Le mélange est homogénéisé,

4- La poche contenant le mélange est mise au congélateur à -20°C pendant 1 mois (pour les prototypes 15 et 17) ou 2 mois (pour prototypes 16 et 18), le pH du mélange est d’environ 13, le milieu réactionnel est alors à l’état solide,

5- Le mélange décongelé à température ambiante en sortant la poche du congélateur et en la laissant à température ambiante jusqu’à retour à température ambiante du mélange dans la poche,

9- Le mélange est dialysé,

11- Une quantité donnée NaHA 4 MDa non réticulé est ajouté en tant que lubrifiant,
12- Le gel ainsi obtenu est tamisé puis conditionné en seringue,

13- Enfin, le gel est stérilisé à l’autoclave (F0 > 15).

Les propriétés viscoélastiques de chaque prototype sont analysées. Les résultats sont présentés dans le tableau 6 ci-dessous et l’étude du caractère filant est visible sur les photographies respectives des prototypes 15 à 18 aux figures 5A, 5B, 6A, 6B, 7A, 7B, 8A et 8B.

La présente la photo d’1mL de prototype 15 déposé sur une surface lisse et dure avant l’étude qualitative de son caractère filant.

La présente la photo de l’étude qualitative du caractère filant du prototype 15.

La présente la photo d’1mL de prototype 16 déposé sur une surface lisse et dure avant l’étude qualitative de son caractère filant.

La présente la photo de l’étude qualitative du caractère filant du prototype 16.

La présente la photo d’1mL de prototype 17 déposé sur une surface lisse et dure avant l’étude qualitative de son caractère filant.

La présente la photo de l’étude qualitative du caractère filant du prototype 17.

La présente la photo d’1mL de prototype 18 déposé sur une surface lisse et dure avant l’étude qualitative de son caractère filant.

La présente la photo de l’étude qualitative du caractère filant du prototype 18.

Prototype	Mw du HA (MDa)	Taux de fonctionnalisation au GPTMS (%molaire)	Durée de l’étape 4	G’ (Pa) après stérilisation	δ (°)	τ (Pa)
15	1,5	21	1 mois	73 ± 7	42,8 ± 1,3	59 ± 22
16	1,5	21	2 mois	138 ± 18	26,3 ±1,7	215 ± 22
17	4	21	1 mois	251 ± 37	23,9 ± 1,3	322 ± 40
18	4	21	2 mois	347 ± 20	21,2 ± 0,9	354 ± 36

Tous les prototypes 15 à 18 sont des gels (angles de phase inférieurs à 45°). Tous les prototypes 15 à 18 présentent des propriétés acceptables pour des applications thérapeutiques, cosmétiques et esthétiques visées par la présente invention (contraintes au croisement de G’ et G’’ supérieure à 50 Pa et G’ supérieurs à 20 Pa).

Les résultats ci-dessus montre donc que le procédé selon l’invention fonctionne en utilisant des NaHA de différents poids moléculaires (1,5MDa et 4MDa).

Il ressort également des résultats ci-dessus qu’en augmentant la durée des étapes concomitantes de fonctionnalisation et de réaction sol-gel selon l’invention à -20°C de 1 à 2 mois, les propriétés des gels sont renforcées et ce, quelque soit le poids moléculaire du NaHA utilisé initialement.

En comparant les prototypes 15 et 16 et 17 et 18 ensembles, il ressort que les gels réalisés avec du NaHA 4 MDa possèdent à la fois un plus grand G’, une plus grande contrainte au croisement des G’ et G’’ (τ) et un plus faible angle de phase δ, i.e. une plus grande part élastique, que les gels réalisés avec du NaHA 1,5 MDa. Il est donc possible d’obtenir des gels plus résistants mécaniquement en utilisant un NaHA de plus haut poids moléculaire par rapport à un gel préparé selon le même procédé mais utilisant un NaHA de plus faible poids moléculaire.

Par conséquent, seulement en utilisant un NaHA de 4 MDa au lieu d’un NaHA de 1,5 MDa, il est possible de diminuer la quantité d’agent de fonctionnalisation nécessaire (ici le GPTMS) et/ou de diminuer la durée des étapes concomitantes de fonctionnalisation et de réaction sol-gel pour obtenir un gel avec des propriétés mécaniques identiques au final.

Exemple 7 : Procédés de préparation de gels à base d’acide hyaluronique et d’APTES

Les prototypes n°19 à 20 selon l’invention sont préparés chacun comme suit :

1- Du hyaluronate de sodium (NaHA) sec 1.5 MDa est dissout à une concentration de 6,7% en poids dans une solution de soude à 0.25M dans un pot,

2- Le 1-éthyl-3-(3-diméthylaminopropyl)carbodiimide (EDC) et le N-hydroxysuccinimide (NHS) sont dissouts dans 3.5 mL d'eau pour préparation injectable pour obtenir, pour chacun de ces deux réactifs, un ratio molaire en mole de réactif par mole d’unité disaccharidique d’acide hyaluronique de 0,5. La solution obtenue est ajoutée à la solution d'acide hyaluronique. Le mélange est agité manuellement à la spatule pendant 5 minutes puis laissé à réagir 30 min. Le pH est ensuite controlé et, si nécessaire, ajusté pour atteindre un pH égal à 6 avec de l'HCl 1M ou du NaOH 0.25M,

3- L'APTES est ajouté au mélange d’acide hyaluronique, d’EDC et de NHS au goutte à goutte pour obtenir un ratio molaire en mole d’APTES par mole d’unité disaccharidique d’acide hyaluronique de 0,2. Le pH est controlé et, si nécessaire, ajusté pour atteindre un pH compris entre 4.5 et 6.5 avec de l'HCl 1M ou du NaOH 0.25M,

4- Le produit est ensuite mis à l’étuve pendant 15 heures à 21°C,

5- A l’issue de ces 15 heures le produit est, si besoin, ramené à un pH compris entre 6,8 et 7,8,

6- Ensuite, le prototype 20 est placé 48 heures à -20°C alors que le prototype 19 est directement traité selon les étapes suivantes,

7- Le produit est dilué avec du tampon phosphate salin jusqu’à une concentration de 23 mg de HA/g de gel,

8- Le mélange est homogénéisé durant au moins 16 heures et jusqu’à 24 heures grâce à un agitateur tridimensionnel,

9- Le mélange est dialysé,

10- Une quantité fixe NaHA 4 MDa non réticulé est ajouté en tant que lubrifiant,

11- Le gel ainsi obtenu est tamisé,

12- Le gel obtenu est conditionné en seringue,

13- Enfin, le gel est stérilisé à l’autoclave (F0 > 15).

Les propriétés viscoélastiques de chaque prototype sont analysées. Les résultats sont présentés dans le tableau 7 ci-dessous:

Prototype	Durée de l’étape 5	G’ (Pa) après stérilisation	δ (°)	τ (Pa)
19	0	90 ± 7	47,0 ± 1,0	N/A
20	48 heures	126 ± 5	35,1 ± 0,6	153 ± 9

Alors qu’une réaction de condensation par le seul passage à un pH de 6,8 à 7,8 ne suffit pas à préparer un gel avec des propriétés acceptables pour des applications visées par la présente invention (le prototype 19 présente une prédominance visqueuse avec un δ supérieur à 45°, un module G’’ supérieur au module G’ y compris pour de faibles contraintes et donc pas de croisement des courbes de G’ et de G’’), la réalisation de cette réaction de condensation à l’état congelé (– 20°C, pression atmosphérique) et à un pH de 6,8 à 7,8, le permet (prototype 20 avec contrainte au croisement de G’ et G’’ supérieure à 50 Pa et G’ supérieurs à 20 Pa).

Exemple 8 : Influence du pH sur la durée de la réaction sol-gel

Des comparatifs selon l’art antérieur (exemple 6 de WO201029344) ont été réalisés.

Les prototypes sont préparés comme suit :

10g de hyaluronate de sodium (NaHA) sec 50 kDa est dissout à une concentration de 14.3% en poids dans une solution de soude à 1.67M (pour les prototypes 21 et 23) ou 0.25 M (pour les prototypes 22 et 24) dans un pot,
Le GPTMS est ajouté dans la poche stérile à hauteur de 20 % en moles de GPTMS pour 1 mole d’unité de répétition de NaHA,
Le mélange est homogénéisé pendant 30 minutes,
la poche contenant le mélange est mise au congélateur à -20°C pendant 20 heures (pour les prototypes 21 et 22) ou 30 jours (pour les prototypes 23 et 24).
le mélange décongelé à température ambiante en sortant la poche du congélateur et en la laissant à température ambiante jusqu’à retour à température ambiante du mélange dans la poche,
une solution d’HCl 1N est ajoutée dans la poche stérile jusqu’à obtenir un pH de 7 ± 0,5,

Les propriétés viscoélastiques de chaque prototype sont analysées. Les résultats sont présentés dans le tableau 8 ci-dessous :

Prototype	Concentration en NaOH à l’étape a)	Durée et température de l’étape d	G’ (Pa)	δ (°)	τ (Pa)
21	1,67 M	-20°C/20 heures/	2,50E-03 .	89,0	N.D.
22	0.25M	-20°C / 20 heures	N.D	N.D	N.D
23	1.67M	-20°C/30 jours	N.D	N.D	N.D
24	0.25M	-20°C / 30 jours	N.D	N.D	N.D

Le prototypes 21 à 23 selon le document de l’art antérieur donnent des compositions liquides ( δ >45°) qui ne sont pas caractérisables. N.D. : non déterminable

Il ressort des résultats ci-dessous que les conditions appliquées dans cet art antérieur ne donnent pas des gels selon l’invention.

Claims

Procédé de préparation d’un hydrogel, de préférence injectable, comprenant les étapes suivantes :
a) fourniture d’au moins un polysaccharide ;
b) fourniture d’au moins une molécule de formule Chem. I :

ou un sel de celle-ci,
dans laquelle :
T représente un groupement isocyanate, amino, époxyde, carboxyle, N-succinimidyloxycarbonyle, N-sulfosuccinimidyloxycarbonyle, halogénocarbonyle, isothiocyanate, vinyle, formyle, hydroxyle, sulfhydryle, hydrazino, acylhydrazino, aminoxy, carbodiimide, ou un résidu d’anhydride d’acide ;
A représente une liaison chimique ou un groupement espaceur ;
R⁵et R⁶, identiques ou différents, représentent un atome d'hydrogène ; un atome d'halogène ; un groupement –OR⁴avec R⁴représentant un atome d'hydrogène, un groupement aryle ou un groupe hydrocarboné aliphatique comportant de 1 à 6 atomes de carbone ; un aryle ; ou un groupe hydrocarboné aliphatique comportant de 1 à 6 atomes de carbone éventuellement substitué par un ou plusieurs groupe(s) choisis parmi un atome d’halogène, un aryle et un hydroxyle ;
R¹⁰représente un atome d’hydrogène, un groupement aryle ou un groupe hydrocarboné aliphatique comportant de 1 à 6 atomes de carbone ;
c) fonctionnalisation du polysaccharide avec au moins une molécule de formule Chem. I ;
d) réticulation par réaction sol-gel du polysaccharide fonctionnalisé pour donner un hydrogel ;
dans lequel l’étape d) comprend une réticulation par réaction sol-gel réalisée dans un milieu réactionnel à un pH supérieur ou égal à 9 et inférieur à 14, à une pressionPinférieure ou égale à la pression atmosphérique et à une températureTsupérieure à la température du point eutectique du milieu réactionnel telle que mesurée à la pressionPet inférieure à la température du point de congélation du milieu réactionnel telle que mesurée à la pressionP, pendant une duréetallant de 2 semaines à 17 semaines,
ou
dans lequel l’étape d) comprend une réticulation par réaction sol-gel réalisée dans un milieu réactionnel à un pH supérieur ou égal à 6,8 et inférieur ou égal à 7,8, à une pressionPinférieure ou égale à la pression atmosphérique et à une températureTsupérieure à la température du point eutectique du milieu réactionnel telle que mesurée à la pressionPet inférieure à la température du point de congélation du milieu réactionnel telle que mesurée à la pressionP, pendant une duréetcomprise entre 1 h et 48 heures.
Procédé selon la revendication 1 dans lequelTest compris entre -55°C et -5°C, de préférence entre -35°C et -10°C.
Procédé selon la revendication 1 ou 2 dans lequel le polysaccharide est choisi parmi la pectine et les substances pectiques ; le chitosan ; la cellulose et ses dérivés ; l’agarose ; les glycosaminoglycanes tels que l’acide hyaluronique, l’héparosan ou la chondroïtine sulfate ; et leurs mélanges.
Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel le polysaccharide est un glycosaminoglycane, préférentiellement l’acide hyaluronique ou un sel de celui-ci.
Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la molécule de formule Chem. I est telle que A est une chaîne divalente hydrocarbonée aliphatique comportant de 1 à 12 atomes de carbone, dans laquelle sont éventuellement intercalés, entre deux atomes de carbone de ladite chaîne, un ou plusieurs motifs divalents choisis parmi les arylènes,-O-, -S-, -S(O)-, -C(=O)-, -SO₂- et -N(R⁹)- avec R⁹représentant un atome d'hydrogène, un groupement hydrocarboné aliphatique comportant de 1 à 6 atomes de carbone, ou un aryl-(C1-C6)alkyle, ladite chaîne étant non substituée ou substituée par un ou plusieurs groupes monovalents choisis parmi un atome d'halogène, un hydroxyle, un aryl-(C1-C6)alkyle.
Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la molécule de formule Chem. I est telle que :
- T est tel que défini à la revendication 1 et avantageusement représente un groupe amino ou époxyde, de préférence représente un groupement époxyde ;
- A est une chaîne divalente -(C1-C6)alkylène-O-(C1-C6)alkylène- telle que -CH₂-O-(CH₂)₃-;
- R⁵et R⁶, identiques ou différents, sont chacun un groupement –OR⁴avec R⁴représentant un groupement (C1-C6)alkyle, de préférence un méthyle ou un éthyle ; ou un groupement (C1-C6)alkyle, de préférence un méthyle ou un éthyle et
- R¹⁰estun groupement (C1-C6)alkyle, de préférence méthyle ou éthyle ;
les groupes R⁵, R⁶et OR¹⁰étant de préférence identiques.
Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel à l’étape c), ledit polysaccharide est fonctionnalisé en présence de 0,01 à 0,5, préférentiellement de 0,03 à 0,3, encore préférentiellement de 0,04 à 0,18 moles de molécule de formule Chem. I ou un sel de celle-ci pour 1 mole d’unité de répétition du polysaccharide.
Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les étapes c) et d) sont concomitantes ou en partie concomitantes.
Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre une étape e) de réticulation du polysaccharide en présence d’au moins un agent réticulant ou un sel de celui-ci, ledit agent réticulant comprenant au moins deux groupements fonctionnels Z, identiques ou différents, choisis parmi les groupements isocyanate, amino, époxyde, carboxyle, N-succinimidyloxycarbonyle, N-sulfosuccinimidyloxycarbonyle, halogénocarbonyle, isothiocyanate, vinyle, formyle, hydroxyle, sulfhydryle, hydrazino, acylhydrazino, aminoxy, carbodiimide, et un résidu d’anhydride d’acide.
Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre une étape f) d’ajout d’une molécule de formule Chem. III :
R⁷O-[R¹²R¹³SiO]_p-R⁸
ou un sel de celle-ci
dans laquelle :
- p est un nombre entier de 1 à 20 ;
- R¹²etR¹³, identiquesou différents, représentent un atome d'hydrogène ; un atome d'halogène ; un groupement –OR¹⁴avec R¹⁴représentant un atome d'hydrogène, un groupement aryle ou un groupe hydrocarboné aliphatique comportant de 1 à 6 atomes de carbone ; un aryle ; ou un groupe hydrocarboné aliphatique comportant de 1 à 6 atomes de carbone éventuellement substitué par un ou plusieurs groupes choisis parmi un atome halogène, un aryle ou un hydroxyle ; et
- R⁷et R⁸, identiques ou différents, représentent un atome d'hydrogène, un groupement aryle ou un groupe hydrocarboné aliphatique comportant de 1 à 6 atomes de carbone.
Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre une étape j) de stérilisation de l’hydrogel.
Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre une étape g) d’ajout d’au moins un composant additionnel choisi parmi les agents lubrifiants ; les principes actifs cosmétiques tels que les antioxydants, les co-enzymes, les acides aminés, les vitamines, les minéraux, et les acides nucléiques ; et les mélanges de ceux-ci.
Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant également l’ajout d’au moins un principe actif thérapeutique, avantageusement choisi parmi les anesthésiants, les antibiotiques, les antifongiques, l’adrénaline et ses dérivés, et les mélanges de ceux-ci.
Hydrogel susceptible d’être obtenu par un procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 13.
Composition cosmétique ou pharmaceutique comprenant un hydrogel selon la revendication 14.
Utilisation esthétique non-thérapeutique d’un hydrogel selon la revendication 14 ou d’une composition selon la revendication 15 pour prévenir et/ou traiter l’altération des propriétés viscoélastiques ou biomécaniques de la peau ; pour combler combler des rides, des ridules et des cicatrices ; pour atténuer les sillons naso-géniens et plis d’amertumes ; pour réduire l’apparition des rides et ridules ; ou pour régénérer, hydrater, raffermir ou restaurer l’éclat de la peau, notamment par mésothérapie.
Utilisation esthétique non-thérapeutique d’un hydrogel selon la revendication 14 ou d’une composition selon la revendication 15, ledit hydrogel ou ladite composition comprenant au moins un principe actif cosmétique, pour la libération modifiée, retardée ou prolongée de principes actifs cosmétiques par injection intra-épidermique ou intradermique.