Le coating hybride comme moyen de prévention de la migration ?

Nous avons donc ensuite évalué l'effet barrière de ce nouveau coating hybride vis-à-vis de la migration des plastifiants du PVC. Nous avons également vérifié si un traitement préalable par gaz plasma ou UV-ozone permettait d’accroître l’effet protecteur du sol hybride.

III.2.4.1 Matériels et méthode

Matériels

Les échantillons sont des bandes PVC plastifié au DEHP de 6mc de long sur 1cm de large, découpées dans des poches Macoflex® (laboratoire Macopharma). La surface totale susceptible de relarguer le DEHP est donc de 12 cm2

Au total, 48 bandes ont été nécessaires pour l’étude:

- 6 bandes n’ont subi aucun traitement, ni physique, ni chimique : elles servent de références - 6 bandes ont été stérilisées au gaz plasma

- 6 sont passées sous la lampe UV-ozone

- 6 ont été revêtues par la couche mince du sol hybride. - 12 dernières sont des combinaisons 2 à 2:

6 ont subi le gaz plasma puis le revêtement

6 ont subi un passage sous lampe UV-ozone puis le revêtement hybride - 6 correspondent à la triple comninaison : gaz plasma + UV-ozone + sol hybride

(stérilisation au peroxyde d’hydrogène à 58%, à une température de 45°C pendant 54 minutes). Le passage sous lampe UV-ozone s’effectue à 30°C pendant 5 minutes.

Méthode

Pour les tests de migration, chaque bande est clampée à l’une de ses extrémités et trempe dans 30mL d’une solution d’éthanol à 96% (figure 25). Après 1 heure de contact, 1 mL de la solution d’éthanol est prélevé en vue d’un dosage du DEHP relargué.

Figure 25 : Essai de migration d'une bande de PVC Macoflex® dans de l'éthanol à 95% pendant une heure

Analyse

L’effet barrière du coating hybride a été évalué par 2 méthodes d’analyse : 1- analyse du DEHP relargué dans le simulant par chromatographie liquide (LC)

Le système Shimadzu compacte LC-2010C a été utilisé pour l’analyse chromatographique, avec les paramètres suivants (issus de la méthode de dosage de Bagel et al, [28]) :

- colonne en phase inverse C18 (5μm Lichrospher 100RP 18 endcapped, 125x4.6mm ID) - phase mobile : mélange acétonitrile/tétrahydrofurane/eau (70 :15 :15 ; v/v /v)

débit : 1,5mL/min

- longueur d’onde : 254nm - volume d’injection : 50μL

2- Analyse de la surface des échantillons de PVC par spectroscopie infrarouge par réflexion totale atténuée (FTIR-ATR)

1000 apparatus, permettant l’enregistrement de spectres spécifiques pour le PVC coaté et le PVC non coaté, basés sur les bandes références à 1426 cm−1 et 1463cm−1 pour le polymère et le plastifiant respectivement. Le ratio d’absorbance 1463 cm−1 /1426 cm−1 permet l’évaluation du taux de DEHP présent à la surface du PVC/DEHP. Comme étalon, nous avons utilisé un échantillon Raumédic contenant précisément 34% de DEHP (absorbance 1463 cm−1 /absorbance1426 cm−1 = 1.075).

III.2.4.2 Résultats et discussion

Les résultats de l’analyse chromatographique de ces premiers travaux sont présentés sur la figure 26 ci-dessous.

Ils montrent qu’après 1 heure de contact, les bandes de PVC ont relargué 207,3 μg/mL de DEHP.

Figure 26 : Quantité de DEHP relargué après traitement physique et/ou fonctionnalisation du PVC

(Massard et al 2012)

C : contrôles ; P : traitement plasma ; O : traitement UV-ozone ; P-O : traitements plasma+UV-ozone ; HSG : revêtement sol hybride ; P-HSG : traitement plasma+ revêtement sol hybride ; O-HSG : traitement UV-ozone+ revêtement sol hybride ; P-O-HSG : traitements plasma +traitements UV-ozone+ revêtement sol hybride

En revanche, le dépôt de couches sol gel hybrides sur les bandes plastifiées confère au PVC une barrière de confinement quasi étanche puisque le relargage est réduit de l’ordre de 98,5% par rapport à une bandelette non revêtue.

Enfin, les prétraitements par gaz plasma ou UV-ozone (ou par les 2 types de traitements) n’améliorent pas l’effet barrière obtenu par la couche seule, puisque les relargages sont diminués respectivement de 88,5% et de 93,8%.

Ces données sont vérifiées par l’analyse infrarouge des bandes de PVC après test de migration (figure 27). Le DEHP n’est pas détecté à la surface des bandes coatées, ce qui souligne la performance du coating sur la migration du plastifiant. D’autre part, l’absence d’effet barrière des pré-traitements par plasma ou UV-ozone ou la combinaison des deux sur le relargage du plastifiant est démontrée par l’absence de différence dans le rapport de

bandes 1463 cm−1 /1426 cm−1 avec les échantillons non coatés et non prétraités (tableau 22).

Tableau 22 : Evaluation du taux de DEHP dans les échantillons non cotés après migration

Ces premiers résultats sont intéressants en termes de prévention de la migration, d’autant que le revêtement obtenu ne présente pas de fissuration en surface et agit comme un filtre vis-à-vis du PVC, en prévenant sa dégradation par les rayonnements UV. Néanmoins, certaines caractéristiques du PVC ainsi fonctionnalisé ne sont pas compatibles avec une utilisation en pratique clinique courante sur des DMS commercialisés. L’isofonctionnalité du PVC est affectée en raison de l’épaisseur du film revêtu à la surface du PVC. Ce dernier rend la matrice PVC plus rigide et moins ductile, modifiant les paramètres mécaniques comme le module de Young ou encore le test d’élongation à la rupture qui est 7 fois plus faible que pour le PVC non revêtu.

Le perfectionnement du coating hybride est essentiel, et passera probablement par une optimisation de sa synthèse, notamment au niveau du ratio organique/inorganique.

Ces résultats ont été présentés sous forme de communication orale lors du colloque organisé par l’EA 4676 C-Biosenss le 16 septembre 2011. Ces travaux ont également fait l’objet d’une publication dans Progress in Organic Coatings en avril 2012 [157].

Ce travail, réalisé sur le DEHP en raison de sa méthode de dosage bien connue, doit nous servir de modèle afin d’évaluer l’efficacité du sol hybride sur le relargage des plastifiants alternatifs au DEHP.

D’autre part, pour répondre globalement à la problématique clinique, il convient de vérifier si le coating hybride apporte une solution pour prévenir un autre type d’interactions contenu/contenant : l’absorption des médicaments.

Prétraitement Absorbance (rapport 1463 cm−1 /1426 cm−1) Taux de DEHP (% de PVC) Aucun 0.883± 0.009 27.9±0.3 Plasma 0.902±0.021 28.5±0.6 UV/ozone 0.916±0.004 29.0±0.7 Plasma + UV/ozone 0.904±0.019 28.6±0.6