La présente invention concerne une nouvelle composition cryogénique destinée à être utilisée dans des dispositifs de traitement thermique, ainsi que son procédé de préparation. L'invention concerne également un dispositif de traitement thermique, et plus particulièrement un dispositif médical utilisé pour refroidir une partie du corps humain ou animal, en particulier après un traumatisme, une inflammation ou un acte chirurgical. L'invention trouve donc application dans le domaine thérapeutique et/ou médical, mais également dans d'autres domaines comme par exemple pour le refroidissement ou le maintien à basse température de denrées alimentaires.

La cryothérapie ou traitement par le froid a fait son apparition dans les années 1970, et est aujourd'hui largement utilisée dans le domaine médical pour guérir les tissus lésés, favoriser la cicatrisation, soulager des douleurs corporelles telles que des entorses, tendinites, claquages musculaires. Son principe consiste à exposer au froid une partie du corps humain ou animal pour l'amener à sécréter des endorphines, ce qui a pour effet de provoquer une analgésie, et donc un abaissement du seuil de la douleur. La cryothérapie est ainsi utilisée après des actes post-traumatiques ou post-chirurgicaux, pour son action hémolytique et anti-œdémateuse.

La cryothérapie utilise différentes sources de froid :

- Des dispositifs à base d'azote provenant de la gazéification instantanée d'azote liquide, cette technique impliquant l'utilisation d'un matériel lourd et encombrant, et par conséquent peu maniable.

- Des dispositifs de traitement thermique à base d'eau. L'eau est un des matériaux qui restitue le plus le froid. Toutefois, à une température inférieure à

0°C, l'eau se transforme en glace et présente certains inconvénients du fait de sa structure solide difficilement conformable à une structure anatomique, et dont la très basse température provoque des lésions des tissus.

- Des dispositifs à base de compositions antigel ne présentant pas de changement de phase lors de la congélation à -25°C. Ces compositions, présentes sous forme de billes ou de gel, restituent un froid très instable ne permettant pas une utilisation effective en cryothérapie. Les dispositifs utilisant ces compositions présentent lors de la décongélation une température de surface qui peut être de l'ordre de -5°C pour les gels, à 10°C pour les billes.

- Des dispositifs à changement de phase tels que ceux décrits dans le brevet EP 1 011 558. Ce brevet décrit des compositions comprenant de l'eau, un produit absorbant de type polymère acrylique et un agent humectant. Lors de la congélation, une partie de l'eau contenue dans le réseau du produit absorbant est libérée et change de phase pour se transformer en cristaux de glace. Lors du réchauffement, l'eau réintègre le réseau absorbant. Ces compositions restent souples et conformables. Elles sont cependant peu résistantes aux cycles répétés de congélation/décongélation, et ont tendance à devenir de moins en moins souples au fur et à mesure des cycles, ce qui les rend inconfortables et moins efficaces à l'usage. Ces compositions présentent en outre l'inconvénient de nécessiter un contenant comportant une zone semi-perméable étanche à l'eau et perméable à l'air, ce qui complexifie le dispositif. Ce dernier présente aussi, lors de la décongélation, une température de surface inférieure à 0°C pendant une longue période, ce qui diminue d'autant la durée d'utilisation du dispositif car il convient d'attendre que la température se stabilise au-dessus de 0°C ou d'intercaler une couche isolante entre le dispositif et la peau pour l'utiliser.

Dans ce contexte, la présente invention a pour but de remédier aux inconvénients des dispositifs de l'art antérieur en proposant un nouveau dispositif de traitement thermique souple et étanche qui reste parfaitement souple après congélation, et ne s'altère pas rapidement au cours des cycles de congélation/décongélation. Le dispositif de l'invention présente l'avantage de pouvoir être réutilisé plusieurs fois (jusqu'à une trentaine de fois). Quelques minutes après sa décongélation, le dispositif de l'invention présente une température de surface légèrement supérieure à 0°C Cette température, idéalement entre 3 et 5°C, reste stable pendant une durée d'au moins 60 minutes, et pouvant aller jusqu'à 120 minutes.

Les Inventeurs ont découvert qu'il était possible d'atteindre ces performances en utilisant une composition cryogénique à base de polymère superabsorbant, d'eau et d'agent humectant, incorporée dans un composé hydrophobe. Ils ont observé que le composé hydrophobe crée un film hydrophobe ou « couche isolante » autour des granulés de polymère, emprisonnant ainsi une partie de l'eau en leur sein. Cette propriété confère une très grande souplesse à la composition cryogénique.

Ainsi, selon un premier aspect, la présente invention a pour objet une composition cryogénique comprenant un composé hydrophobe (a) sous forme liquide dans lequel sont immergés des granulés de polymère superabsorbant (b) chargés en eau (c) et en agent humectant (d), ledit composé hydrophobe (a) ayant un point de congélation inférieur à 0°C.

Le composé hydrophobe (a) susceptible d'être utilisé dans le cadre de l'invention présente avantageusement un point de congélation inférieur à -7°C, de préférence inférieur à -10°C, et encore plus préférentiel lement inférieur à - 15°C. De manière particulièrement préférée, le composé hydrophobe (a) présente un point de congélation inférieur à -20°C. Il présente avantageusement un haut poids moléculaire, allant de 200 à 700 g. mol ^"1 . Parmi les composés hydrophobes (a) préférés, on peut citer le diheptanoate de néopentylène glycol, le sébacate d'isopropyl, le néopentanoate d'isodécyle, l'isostéraryl isostéarate, l'huile de vaseline, et leurs mélanges, et de préférence le diheptanoate de néopentylène glycol, le sébacate d'isopropyl, le néopentanoate d'isodécyle, l'isostéraryl isostéarate et leurs mélanges. Ces produits sont commercialisés par exemple par la société STÉARINERIE DUBOIS sous les références DUB DNPG (diheptanoate de néopentylène glycol, point de congélation : -55°C), DUB DIS (sébacate d'isopropyl, point de congélation : -20°C), DUB VCI 10 (néopentanoate d'isodécyle, point de congélation : -35°C), DUB ISIS (isostéaryl isostéarate) ou par la société INTERCHIMIE sous le nom HUILE DE VASELINE CODEX 22 (point de congélation : -10°C).

Le composé hydrophobe (a) représente de préférence de 0,2 à 3% en poids, et encore plus préférentiellement de 0,2 à 2%, rapporté au poids total de la composition cryogénique.

On entend par « polymère superabsorbant » un polymère qui est apte à son état sec à absorber spontanément au moins 20 fois son propre poids de fluide aqueux, en particulier d'eau. Ce polymère a une grande capacité d'absorption et de rétention de l'eau et de fluides aqueux. Après absorption du liquide aqueux, les particules de polymère ainsi imbibée de fluide aqueux restent insolubles dans le fluide aqueux, et conservent ainsi leur état particulaire individualisé. Des exemples de polymères superabsorbants sont décrits dans l'ouvrage « Absorbent polymer technology, Studies in polymer science 8 » de L. BRANNON-PAPPAS et R. HARLAND, édition Elsevier, 1990.

Parmi les polymères superabsorbants (b) susceptibles d'être utilisés dans le cadre de la présente invention, on peut citer les polyacrylates de sodium ou de potassium réticulés, les polyacrylamides, les copolymères à base d'éthylène et d'anhydride maléique, les copolymères d'alcool vinylique, l'oxyde de polyéthylène réticulé, les polymères à base d'amidon, de gomme et de dérivés cellulosiques, les pectines, les alginates, l'agar-agar (ou agarose), les polyéthylène aminés, les polyvinyle aminés et leurs mélanges. Le polymère superabsorbant (b) est de préférence un homo- ou copolymère acrylique réticulé, et encore plus préférentiellement un homo- ou copolymère acrylique de potassium réticulé.

Le polymère superabsorbant (b) est généralement utilisé en une quantité allant de 1 à 6% en poids, et de préférence de 1,5 à 3%, rapporté au poids total de la composition cryogénique.

De manière avantageuse, les granulés de polymère superabsorbant (b) de l'invention se présentent sous forme de particules sphériques ayant un diamètre de 1 à 6 mm lorsqu'ils sont déshydratés. Selon un mode de réalisation encore plus préféré, les particules sphériques de polymère superabsorbant (b) sont des billes de polyacrylate de sodium ou de potassium, et encore plus préférentiellement de polyacrylate de potassium, ayant de préférence un diamètre de 1 à 3 mm lorsqu'elles sont déshydratées. Lesdites particules sphériques peuvent absorber plus de 40 fois leur masse, cette caractéristique étant définie dans des conditions normales de température (25°C) et de pression (100000 Pa) et pour de l'eau. Une fois hydratée, les particules sphériques de polymère superabsorbant (b) gonflent et forment des billes molles.

L'agent humectant (d) de l'invention peut être choisi parmi le glycérol, le sorbitol, le polyéthylène glycol, le (di)propylène glycol, le polypropylène glycol, le 1,5-pentanediol, le propylène glycol, le butylène glycol, le diéthylène glycol, l'huile de paraffine et leurs mélanges, de préférence parmi le glycérol, le (di)propylène glycol, le polypropylène glycol et leurs mélanges, et encore plus préférentiellement parmi le (di)propylène glycol, le polypropylène glycol et leurs mélanges. Le dipropylène glycol est l'agent humectant (d) le plus préféré. L'agent humectant (d) est généralement utilisé en une quantité allant de 6 à 10% en poids, et de préférence de 7 à 9%, rapporté au poids total de la composition cryogénique.

Selon un mode de réalisation préféré, la composition cryogénique de l'invention comprend :

(a) de 0,2 à 3%, et de préférence de 0,2 à 2%, en poids d'un composé hydrophobe dont le point de congélation est inférieur à 0°C,

(b) de 1 à 6%, et de préférence de 1,5 à 3%, en poids de granulés de polymère superabsorbant,

(c) de 75 à 95%, et de préférence de 85 à 90%, en poids d'eau ;

(d) de 6 à 10%, et de préférence de 7 à 9%, en poids d'un agent humectant,

lesdits pourcentages étant exprimés en pourcentage en poids par rapport au poids total de la composition, et le poids total de la composition représentant 100%.

Un autre objet concerne un procédé de préparation d'une composition cryogénique selon l'invention comprenant les étapes suivantes :

(i) mélange de l'eau (c) et de l'agent humectant (d), sous agitation,

(ii) ajout des granulés de polymère superabsorbant (b) dans le mélange obtenu à l'issu de l'étape (i), sous agitation,

(iii) maturation des granulés de polymère superabsorbant (b) présents au sein du mélange obtenu à l'issu de l'étape (ii), en laissant reposer ledit mélange à température ambiante, de préférence jusqu'à ce que les granulés de polymère superabsorbant (b) aient atteint une taille comprise entre deux et quatre fois leur taille initiale,

(iv) incorporation du mélange obtenu à l'issu de l'étape (iii) dans un contenant comprenant le composé hydrophobe (a) sous forme liquide, sous agitation, afin de créer un film hydrophobe ou « couche isolante » autour des granulés de polymère superabsorbant (b).

L'étape (iii) de maturation des granulés de polymère superabsorbant (b) est de préférence réalisée pendant une durée allant de 1 à 5 heures, et encore plus préférentiel lement pendant une durée allant de 2 à 4 heures.

Un dispositif de traitement thermique comprenant un contenant étanche, à l'intérieur duquel est contenue la présente composition cryogénique, fait également partie de l'invention. Le contenant est avantageusement constitué en un matériau souple tel que le polychlorure de vinyle (PVC), le polychloroprène (néoprène), le polytétrafluoroéthylène (PTFE) ou le polyéthylène (PE), et de préférence en polychlorure de vinyle (PVC). Le dispositif est de préférence une poche médicale étanche et flexible, qui peut être appliquée sur une partie du corps humain ou animal, par exemple pour résorber les hématomes, les œdèmes, ou pour calmer la douleur.

L'invention vise donc principalement des dispositifs médicaux choisis parmi un masque facial, une attelle pour l'épaule, le coude, la cheville, le genou, la hanche ou le poignet, et tout support comprenant une poche médicale étanche et flexible selon l'invention.

La composition cryogénique selon l'invention, ou le dispositif de traitement thermique selon l'invention, peut être utilisé pour refroidir une partie du corps humain ou animal, de préférence après un traumatisme, une inflammation ou un acte chirurgical. La température peut être contrôlée visuellement à l'aide d'un pigment thermochrome, préalablement ajouté à la composition cryogénique de l'invention. Il peut également être contenu dans le matériau constituant le contenant. Ce pigment peut être un pigment thermochrome tel que ceux commercialisés par la société OliKrom.

Le dispositif de traitement thermique de l'invention peut aussi être destiné à des applications non médicales, et être utilisé pour abaisser ou maintenir la température de denrées alimentaires, ou pour favoriser leur conservation, ou pour le transport en ambiance froide d'articles sensibles à la chaleur. Dans ce cas, la température peut être contrôlée visuellement à l'aide d'un pigment thermochrome tel que décrit précédemment.

Le dispositif de traitement thermique de l'invention peut être utilisé dans un procédé de traitement thermique, de préférence d'une partie du corps humain ou animal, comprenant les étapes suivantes :

(i ⁷ ) congélation d'un dispositif selon l'invention à une température inférieure à 0°C, et de préférence à une température comprise entre -20°C et - 30°C, pendant une durée pouvant aller de 2 à 4 heures,

(ϋ') malaxation manuelle du dispositif obtenu à l'issu de l'étape (i'),

(iii') application du dispositif obtenu à l'issu de l'étape (ϋ') sur une partie du corps humain ou animal, à l'aide ou non d'un dispositif médical selon l'invention, de préférence pendant une durée comprise entre 30 minutes et 120 minutes.

Outre les dispositions qui précèdent, l'invention comprend encore d'autres dispositions qui ressortiront du complément de description qui suit, qui se rapporte à des exemples mettant en évidence les propriétés avantageuses de la composition de l'invention, ainsi qu'aux graphiques des Figures 1 et 2 (FIG. 1 et 2) annexées qui représentent les courbes de températures en fonction du temps obtenues pour les compositions cryogéniques de l'Exemple 1 et du Contre- exemple 1, et de l'Exemple 2.

EXEMPLES :

Exemple 1 :

Une composition selon l'invention est préparée en mélangeant 26,3 g d'eau avec 2,24 g de dipropylène glycol (fournisseur : INTERCHIMIE), sous agitation manuelle. 0,65 g de billes de polyacrylate de potassium ayant un diamètre de 1,5 mm (hydro perles Floragel, fournisseur : AXEVI) sont ajoutées au mélange eau et dipropylène glycol. Le mélange est laissé au repos à température ambiante pendant 3 heures (étape d'hydratation des billes de polymère), jusqu'à ce que les billes de polyacrylate de potassium aient atteints un diamètre moyen de 5,5 mm. 0,43 g de diheptanoate de néopentylène glycol ayant un point de congélation de -55°C (DUB DPNG de la STÉARINERIE DUBOIS) est versé dans une poche en PVC de 5 * 7 cm et de 0,3 mm d'épaisseur. Le mélange à base d'eau, de dipropylène glycol et de billes de polyacrylate de potassium, préalablement préparé, est également ajouté dans la poche en PVC. La poche est ensuite scellée et placée au congélateur à -20°C pendant 3 heures. Lors de la congélation une partie de l'eau contenue dans les billes de polymère change de phase et se transforme en petits cristaux de glace ayant l'apparence de la neige. La poche en PVC reste par ailleurs souple et conformable à l'issu de l'étape de congélation.

La température de l'échantillon est mesurée chaque minute pendant 70 minutes sous une compression de 14 g. cm ^"2 , grâce à un enregistreur de température TESTO 175 T2, avec une sonde de type CTN. Les mesures sont réalisées toutes les minutes à l'interface entre la poche congelée et une poche d'eau à 20°C de 2 cm d'épaisseur. La courbe de température en fonction du temps est représentée sur la Figure 1 (FIG. 1). La température de la poche reste toujours au-dessus de 0°C, et se maintient en-dessous de 5°C pendant 61 minutes. La poche est donc utilisable pour un traitement par cryothérapie pendant 61 minutes.

Le vieillissement de la composition est également évalué par mesure du nombre de cycles de congélation/décongélation. Le vieillissement devient visible lorsque les billes de polymère commencent à s'agréger, conduisant à une diminution de la souplesse de la poche congelée. Avec la composition de l'invention de l'Exemple 1, la poche reste homogène et souple jusqu'au 25 ^eme cycle de congélation/décongélation. Exemple 2 :

Une composition selon l'invention est préparée en mélangeant 1000 g d'eau avec 10 g de butylène glycol, 10 g de pentylène glycol, 10 g de propylène glycol et 50 g de de dipropylène glycol (fournisseur : INTERCHIMIE), sous agitation manuelle. 25 g de billes de polyacrylate de potassium ayant un diamètre de 3 mm (hydro perles Floragel, fournisseur : AXEVI) sont ajoutées au mélange eau, de butylène glycol, de pentylène glycol, de propylène glycol et de dipropylène glycol. Le mélange est laissé au repos à température ambiante pendant 3 heures (étape d'hydratation des billes de polymère), jusqu'à ce que les billes de polyacrylate de potassium aient atteints un diamètre moyen de 8 mm. 5 g de néopentanoate d'isodécyle ayant un point de congélation de -35°C (DUB VCI 10 de la STÉARINERIE DUBOIS) est versé dans une poche en PVC de 5 * 7 cm et de 0,3 mm d'épaisseur. Le mélange à base d'eau, de butylène glycol, de pentylène glycol, de propylène glycol, de dipropylène glycol et de billes de polyacrylate de potassium, préalablement préparé, est également ajouté dans la poche en PVC. La poche est ensuite scellée et placée au congélateur à -20°C pendant 3 heures. Lors de la congélation une partie de l'eau contenue dans les billes de polymère change de phase et se transforme en petits cristaux de glace ayant l'apparence de la neige.

La température de l'échantillon est mesurée chaque minute pendant 70 minutes sous une compression de 14 g. cm ^"2 , grâce à un enregistreur de température TESTO 175 T2, avec une sonde de type CTN. Les mesures sont réalisées toutes les minutes à l'interface entre la poche congelée et une poche d'eau à 20°C de 2 cm d'épaisseur. La courbe de température en fonction du temps est représentée sur la Figure 2 (FIG. 2). La température de la poche reste toujours au-dessus de 0°C, et se maintient en-dessous de 5°C pendant 58 minutes. La poche est donc utilisable pour un traitement par cryothérapie pendant 58 minutes.

Le vieillissement de la composition est également évalué par mesure du nombre de cycles de congélation/décongélation. Le vieillissement devient visible lorsque les billes de polymère commencent à s'agréger, conduisant à une diminution de la souplesse de la poche congelée. Avec la composition de l'invention de l'Exemple 2, la poche reste homogène et souple jusqu'au 25 ^eme cycle de congélation/décongélation.

Contre-exemple 1 :

Une composition selon l'exemple 1 du brevet EP 1 011 558 est préparée en mélangeant 27,75 g d'eau avec 1,80 g de propylène glycol, sous agitation manuelle. 0,45 g de billes de copolymère acrylamide TERRA-SORB ayant un diamètre compris entre 1 et 6 mm (fournisseur : Plant Health Care) sont ajoutées au mélange eau et propylène glycol. Le mélange est laissé au repos à température ambiante pendant 3 heures (étape d'hydratation des billes de polymère), jusqu'à ce que les billes de polyacrylate de potassium aient atteints un diamètre moyen de 8 à 9 mm. La composition ainsi préparée est placée dans une poche en PVC de 5 * 7 cm et de 0,3 mm d'épaisseur. La poche est ensuite scellée et placée au congélateur à -20°C pendant 3 heures.

Comme pour l'Exemple 1, la température de l'échantillon est mesurée chaque minute pendant 70 minutes sous une compression de 14 g. cm ^"2 , grâce à un enregistreur de température TESTO 175 T2, avec une sonde de type CTN. Les mesures sont réalisées toutes les minutes à l'interface entre la poche congelée et une poche d'eau à 20°C de 2 cm d'épaisseur. La courbe de température en fonction du temps est également représentée sur les Figures 1 et 2 (FIG. 1 et 2), pour comparaison avec les compositions de l'invention des Exemples 1 et 2. La température de la poche reste inférieure à 0°C pendant environ 25 minutes, puis se maintient entre 0 et 5°C pendant 24 minutes. La poche est donc utilisable pour un traitement par cryothérapie pendant 24 minutes.

Comme pour les Exemples 1 et 2, le vieillissement de la composition est évalué par mesure du nombre de cycles de congélation/décongélation. Dès le 1 ^er cycle, il est observé que la poche est moins homogène et moins souple que les poches des Exemples 1 et 2. Avec la composition du brevet EP 1 011 558, la poche reste homogène et souple jusqu'au 10 ^eme cycle de congélation/décongélation. A partir du ll ^eme cycle, on observe une agrégation des billes de polymère.

Contre-exemple 2 :

Une composition analogue à celle de l'Exemple 1 ci-dessus est préparée, mais sans diheptanoate de néopentylène glycol (absence de composé hydrophobe dans la composition).

La poche congelée obtenue est moins souple que celle de l'Exemple 1 contenant le composé hydrophobe.

Comme pour l'Exemple 1, le vieillissement de la composition est évalué par mesure du nombre de cycles de congélation/décongélation. En l'absence de composé hydrophobe, la composition présente un vieillissement prématuré à partir du 15 ^eme cycle de congélation/décongélation.

Contre-exemple 3 :

Une composition selon l'invention est préparée comme décrit à l'Exemple 1 en remplaçant le diheptanoate de néopentylène glycol ayant un point de congélation de -55°C (DUB DPNG de la STEARINERIE DUBOIS) par de l'huile de vaseline ayant un point de congélation de -10°C (HUILE DE VASELINE CODEX 22 de la société INTERCHIMIE). Le mélange ainsi préparé est ajouté dans la poche en PVC. La poche est ensuite scellée et placée au congélateur à -20°C pendant 3 heures. Lors de la congélation, la poche en PVC se rigidifie : on observe des interactions négatives entre l'huile de vaseline et la poche en PVC. La poche n'est pas suffisamment souple pour pouvoir être utilisée comme poche médicale flexible.