CA2874022A1 - Conditionnement a haute pression d'un melange gazeux no/azote - Google Patents

Conditionnement a haute pression d'un melange gazeux no/azote Download PDF

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Abstract

L'invention porte sur un pprocédé de stockage d'un mélange NO/N 2 dans un récipient de conditionnement (6), en particulier une bouteille de gaz, de volume interne inférieur ou égal à 12 litres, caractérisé en ce que l'on conserve un mélange gazeux NO/N 2 contenant de 400 ppm à 1000 ppm en volume de NO et de l'azote pour le reste, à une pression d'au moins 250 bar dans le volume interne dudit récipient. De préférence,le mélange gazeux NO/N 2 est conservé à une pression de 280 à 450 bar, de préférence entre 300 et 420 bar.

Description

Conditionnement à haute pression d'un mélange gazeux NO/azote L'invention concerne l'utilisation d'une bouteille de NO d'un volume interne de 12 litres ou moins, laquelle est apte à et conçue pour contenir un mélange de NO et d'azote (teneur en NO > 400 ppmv) conditionné à une pression d'au moins 250 bar, de préférence entre 300 et 500 bar.
Le NO gazeux est classiquement utilisé à différentes concentrations allant de à 800 ppm en volume (ci-après ppmv ), le reste du mélange gazeux étant de l'azote, pour traiter les vasoconstrictions pulmonaires, notamment l'hypertension pulmonaire chez des patients subissant une opération de chirurgie cardiaque ou chez des nouveau-nés hypoxiques. A ce titre, on peut citer les documents EP-A-786264 et EP-1516639.
Les bouteilles de NO/N2 contenant le NO à la concentration de départ comprise entre typiquement 100 à 800 ppmv peuvent revêtir différentes tailles allant de
2 à 40 litres (équivalent de contenance en eau).
Or, les doses de NO administrées aux patients vont de 1 à 40 ppmv et les durées d'administration sont variables de quelques heures à quelques jours, par exemple jusqu'à 4 jours en moyenne, en fonction du patient considéré et de son état clinique.
Le NO doit donc être dilué, typiquement avec de l'air, de l'air enrichi en 02 ou des mélanges N2/02, préalablement à son administration aux patients pour faire décroitre sa concentration jusqu'à moins de 40 ppmv, c'est-à-dire jusqu'à la posologie souhaitée pour le patient considéré. Cette dilution est généralement opérée dans le circuit patient d'un ventilateur.
Or, l'encombrement des chambres de réanimation et des blocs opératoires, et l'utilisation de systèmes d'administration et de monitoring du NO compacts destinés à
permettre un transport plus aisé des patients, rendent difficile l'utilisation de bouteilles de NO/N2 de grande taille, c'est-à-dire de plus de 12 litres (contenance en eau), typiquement celles de 20 litres.
En effet, de telles bouteilles engendrent un encombrement important dans les salles de soins hospitalières, sont difficiles à manipuler pour le personnel soignant, posent des problèmes de stockage et de déplacement dans les bâtiments...
Toutefois, réduire la taille des bouteilles de gaz n'est pas suffisant car cela engendre une perte importante d'autonomie, c'est-à-dire qu'elles ne contiennent pas une quantité suffisante de gaz pour pouvoir assurer une distribution du NO pendant le temps nécessaire aux soins qui peut s'étaler sur plusieurs heures, voire plusieurs jours.
Le problème est dès lors de pouvoir disposer de mélanges NO/N2 dans un récipient de stockage de petites dimensions, c'est-à-dire de moins de 12 litres de contenance (équivalent en eau), sans rencontrer ou en minimisant les problèmes d'autonomie susmentionnés, c'est-à-dire de bouteilles petites mais contenant une quantité
de gaz suffisante pour permettre le traitement d'un patient pendant une durée de traitement d'au moins 12 à 24 heures sans nécessiter de changement de bouteille, préférentiellement au moins 1 à 4 journées, voire davantage.
La solution est un procédé de stockage d'un mélange NO/N2 dans un récipient de conditionnement de volume interne inférieur ou égal à 12 litres, caractérisé
en ce que l'on conserve, c'est-à-dire que l'on stocke, un mélange gazeux NO/N2 contenant de 400 ppm à
1000 ppm en volume de NO et de l'azote pour le reste, à une pression d'au moins 250 bar dans le volume interne dudit récipient.
En d'autres termes, selon la présente invention, pour palier la diminution de taille du récipient de conditionnement, typiquement une bouteille de gaz, tout en conservant une autonomie suffisante du récipient le rendant apte à être utilisé pour traiter des patients souffrant de vasoconstrictions pulmonaires, on augmente la pression du mélange NO/azote conditionné dans le récipient.
En effet, une augmentation de la pression du gaz conditionné dans la bouteille (à
volume constant) augmente la quantité de NO disponible mais sans augmenter nécessairement sa concentration, ce qui évite les problèmes susmentionnés.
Par ailleurs, ceci permet également d'éviter tout surdosage ou toute administration trop forte de NO due à une mauvaise dilution ou à une administration non maîtrisée.
En outre, ceci permet aussi de réduire la taille et l'encombrement des bouteilles en les rendant plus facilement transportables et manipulables en milieu intra et extra hospitalier.
Cependant, l'augmentation de la pression nécessite de pouvoir disposer de bouteilles aptes à supporter de telles pressions, voire même des pressions nettement supérieures. En effet, pour des raisons de sécurité évidentes, les bouteilles doivent être aptes à supporter des pressions bien supérieures à leur pression d'utilisation normale, typiquement à une pression 1,5 fois supérieure à sa pression d'utilisation normale. Ainsi, une bouteille destinée à contenir un mélange de NO/azote à 300 bar doit pouvoir résister à
une pression maximale de 450 bar, encore appelée pression d'épreuve.
Selon le cas, le procédé de l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques techniques suivantes :
- le récipient est formé de composite, telles des fibres de verre ou de carbone, ou similaire, ou d'un alliage d'aluminium comprenant de l'aluminium (Al), de 1,8 à 2,6% de cuivre (Cu), de 1,3 à 2,1% de magnésium (Mg) et de 6,1 à 7,5% de zinc (Zn), de préférence on utilise un alliage d'aluminium comprenant (% en masse) en outre de 0 à
0,15% de silicium (Si).
- on utilise un alliage d'aluminium comprenant (% en masse) de 86,7 à 90,7%
3 d'aluminium.
- on utilise un récipient formé d'un alliage d'aluminium ayant une densité
entre 2 et 3,5 g/cm3, de préférence entre 2,5 et 3 g/cm3, typiquement de l'ordre de 2,85 g/cm3.
- on utilise un récipient de forme cylindrique ayant un diamètre compris entre 5 et 40 cm, et une hauteur comprise entre 10 et 80 cm.
- on utilise un récipient dont la paroi périphérique a une épaisseur E
inférieure à 30 mm.
- le récipient est une bouteille de gaz.
- le récipient de forme cylindrique comprend, à une extrémité, un fond et, à l'autre extrémité, un col avec un orifice de sortie au niveau duquel est fixé un dispositif de contrôle du passage de gaz et/ou de réduction de pression.
- le mélange gazeux NO/N2 au moins 450 ppm en volume de NO et de l'azote pour le reste, de préférence jusqu'à 900 ppmv de NO.
- le mélange gazeux NO/N2 est conservé à une pression de 280 à 450 bar, de préférence entre 300 et 420 bar.
- le récipient de conditionnement a un volume interne inférieur ou égal à
11 litres.
- le récipient (6) contient le mélange NO/N2 à une pression comprise entre 300 et 500 bar.
La présente invention va maintenant être mieux comprise grâce à la description donnée ci-après en référence à la Figure annexée qui représente un mode de réalisation d'une installation de distribution de NO alimentée par un système de conditionnement de gaz selon l'invention, Plusieurs bouteilles 6 de tailles différentes, en un alliage d'aluminium de composition métallurgique donnée dans le tableau suivant sont utilisées pour stocker à
pression élevée un mélange gazeux formé de monoxyde d'azote (NO) et d'azote (N2).
4 Tableau 1 Eléments Proportion (%) en masse de l'alliage Pb 0 à 0,003 Fe 0 à 0,2 Si 0 à 0,15 Cu 1,8 à 2,6 Mn 0 à 0,2 Mg 1,3 à 2,1 Cr 0,15 à0,25 Zn 6,1 à 7,5 Ti 0 à 0,05 Zr 0 à 0,05 Impuretés 0 à 0,15 Al reste Densité de l'alliage 2,85 g/cm3 environ Les bouteilles sont équipées d'un robinet 8 à détendeur intégré, encore appelé

RDI permettant de contrôler la sortie du gaz du récipient 6. Plus précisément, le mélange gazeux NO/N2 qui y est conditionné, comprend une teneur en NO comprise entre 400 et 1000 ppm, par exemple de l'ordre de 800 ppmv, et a été introduit sous une pression élevée dans des bouteilles de type Bi, B2, B5 et B11 dont la contenant en équivalent eau est de, respectivement 1, 2, 5 et 11 litres.
Selon l'invention, la pression gazeuse dans les bouteilles 6 est d'au moins 250 bar dans le volume interne de chaque bouteille, de préférence entre 300 et 500 bar. Les bouteilles ainsi obtenues contiennent au final le mélange NO/N2 à une pression de l'ordre de 300 bar et à une teneur de 800 ppmv.
Ces bouteilles ont été utilisées pour alimenter une installation de distribution de NO
à des patients souffrants de vasoconstrictions pulmonaires, par exemple une installation de distribution de NO dont un mode de réalisation est schématisé sur la Figure unique annexée.
Cette installation comprend un ventilateur 1 comprenant un circuit respiratoire ou circuit patient 2 à deux branches, c'est-à-dire avec une branche inspiratoire 3 et une branche expiratoire 4. La branche inspiratoire 3 est conçue pour acheminer du gaz respiratoire du ventilateur 1 jusqu'au patient P, alors que la branche expiratoire 4 est conçue pour acheminer le gaz expiré par le patient P jusqu'au ventilateur 1.
Au niveau du patient P, l'administration du gaz se fait au moyen d'une interface patient 11, par exemple un masque respiratoire, une sonde ou une canule trachéale.

Le ventilateur 1 est alimenté, via plusieurs lignes de liaison 10, 10', avec de l'air (teneur en 02 de 21% en volume) provenant d'une source d'air 7 et avec de l'oxygène issu d'une source d'oxygène 7', telles des bouteilles de gaz ou des canalisations véhiculant, respectivement, de l'air médical et de l'oxygène provenant d'une unité de production
5 d'oxygène, telle une unité à pression modulée (PSA), ou d'une unité de stockage d'oxygène, tel un réservoir tampon ou de stockage. L'air est enrichi en oxygène dans le ventilateur 1 et le gaz riche en oxygène ainsi obtenu est délivré par le ventilateur 1 dans la branche inspiratoire 3 du circuit patient 2.
Par ailleurs, un dispositif 5 de distribution de NO est relié fluidiquement à
ladite branche inspiratoire 3 du circuit patient 2 pour y délivrer, via une ligne d'alimentation 12, un mélange NO/N2 à concentration d'au moins 400 ppm en volume. Le dispositif de distribution de NO 5 est lui-même alimenté en mélange NO/N2, via une ligne d'amenée de gaz 9, par un récipient de NO 6 selon l'invention, telle une bouteille de gaz en aluminium (cf. Tableau 1) et équipée d'un robinet ou d'un robinet à détendeur intégré 8, de préférence protégé par un capotage de protection contre les chocs.
Le dispositif 5 de distribution de NO permet de contrôler la quantité de N0/N2 libérée dans la branche inspiratoire 3, ainsi que le mode de libération de ce mélange, c'est-à-dire en continu ou de façon pulsée, par exemple uniquement pendant les phases inspiratoires du patient P. Il s'opère donc dans la branche inspiratoire 3, une dilution du mélange NO/N2 avec le gaz riche en 02 distribué par le ventilateur 1. La dilution est fonction de la teneur du mélange NO/N2 initial mais aussi de la concentration de gaz à
administrer au patient.
Le Tableau 2 ci-dessous donne la contenance (en litre de gaz) de différents emballages de 0,5 à 20 litres de contenance (i.e. B0.5 à B20) à différentes pression (en bar).
Tableau 2 Pression de remplissage (bar) 150 bar 200 250 300 350 Type de bouteille vol L
B0.5 75 100 125 150 175 En fait, la consommation en NO va dépendre du type de patient , c'est-à-dire adulte, enfant ou nouveau né, ainsi que du mode de ventilation et de la posologie de NO
6 souhaitée.
Le Tableau 3 ci-dessous donne les volumes de NO nécessaires au traitement d'un patient adulte ventilé avec un volume minute de 10 l/min.
Tableau 3 Concentration dans la Bouteille 225 450 900 1500 (ppm) vol ml /min NO dose (ppm) Volume jour 5 327 160 80 48 (litres) 10 655 320 160 96 NO dose (ppm) 4 jours 5 1309 640 320 193 (litres) 10 2618 1280 640 385 Comme on le voit dans le Tableau précédent, pour une concentration de 450 ppm, une bouteille de type B5 (5 litres de contenance en équivalent eau) contenant du NO/N2 conditionné à une pression de 400 bar, donc apportant 2000 litres de gaz, permet de traiter un patient adulte à une posologie de 20 ppmv durant une durée d'environ 3 jours.
Dans ces mêmes conditions de concentrations et de pression de remplissage, un traitement journalier de ce patient est possible avec une bouteille de type B2 (25 litres de contenance en équivalent eau).
Dans tous les cas, le poids et l'encombrement de ces bouteilles à une telle pression sont nettement plus réduits que ceux des bouteilles de l'art antérieur. Il s'ensuit que la combinaison d'une haute concentration en NO (i.e. plus de 400 ppmv) et d'une forte pression de remplissage (i.e. plus de 250 bar) permet de réduire de manière considérable la taille des emballages et de faciliter leur usage en milieu hospitalier.
Cette particularité est encore plus marquée chez les nouveaux nés Ainsi, le Tableau 4 ci-dessous montre ainsi les volumes de NO nécessaires au traitement des nouveau-nés ventilés avec un volume minute de 2 l/min.
7 Tableau 4 Concentration dans la bouteille 225 450 800 900 1500 2250 (en ppmv) volume jour 5 65 32 18 16 10 6 (litres) 10 131 65 36 32 19 13 4 jours 5 262 129 72 64 39 26 (litres) 10 524 259 145 129 77 51 On voit que pour une concentration de 450 ppm, une bouteille de type B1 (1 litre de contenance en équivalent eau) à 400 bar apportant 400 litres de gaz permet de traiter un nouveau-né à une posologie de 20 ppmv durant une durée de 4 jours.
Dans ces mêmes conditions de concentrations et de pression de remplissage, un traitement journalier de ce patient est possible avec une bouteille d'à peine environ 250 CM3 .
Au vu de ces Tableaux, on comprend immédiatement l'intérêt à utiliser une bouteille de volume interne inférieur ou égal à 12 litres pour conditionner un mélange de NO et d'azote à une pression d'au moins 250 bar, de préférence entre 300 et 500 bar, lorsque le mélange gazeux NO/N2 contient de 400 ppm à 1000 ppm en volume de NO
et de l'azote pour le reste.
Conditionner le NO à pression élevée, c'est-à-dire au moins 450 bar, permet de réduire la taille des bouteilles de conditionnement utilisées (< 12 litres), donc de résoudre les problèmes d'encombrement susmentionnés et de permettre par ailleurs d'adapter le conditionnement à un traitement journalier ou par patient de manière analogue aux traitements classiques, donc de permettre un meilleur suivi du traitement reçu par le patient.

Claims (15)

Revendications
1. Procédé de stockage d'un mélange NO/N2 dans un récipient de conditionnement (6) de volume interne inférieur ou égal à 12 litres, caractérisé en ce que l'on stocke un mélange gazeux NO/N2 contenant de 400 ppm à 1000 ppm en volume de NO et de l'azote pour le reste, à une pression d'au moins 250 bar dans le volume interne dudit récipient.
2. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le récipient (6) est formé de composite ou d'un alliage d'aluminium comprenant de l'aluminium (Al), de 1,8 à 2,6% de cuivre (Cu), de 1,3 à 2,1% de magnésium (Mg) et de 6,1 à 7,5% de zinc (Zn).
3. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on utilise un alliage d'aluminium comprenant (% en masse) de 86,7 à 90,7%
d'aluminium.
4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on utilise un récipient (6) formé d'un alliage d'aluminium ayant une densité entre 2 et 3,5 g/cm3.
5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on utilise un récipient (6) de forme cylindrique ayant un diamètre compris entre 5 et 40 cm, et une hauteur comprise entre 10 et 80 cm.
6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le récipient (6) est une bouteille de gaz.
7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le récipient (6) de forme cylindrique comprend, à une extrémité, un fond et, à
l'autre extrémité, un col avec un orifice de sortie au niveau duquel est fixé un dispositif de contrôle du passage de gaz et/ou de réduction de pression (8).
8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le mélange gazeux NO/N2 contient au moins 450 ppm en volume de NO et de l'azote (N2) pour le reste.
9. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le mélange gazeux NO/N2 est conditionné à une pression de 280 à 500 bar.
10. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le récipient (6) a un volume interne inférieur ou égal à 11 litres.
11. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le récipient (6) contient le mélange NO/N2 à une pression comprise entre 300 et 500 bar.
12. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le mélange gazeux NO/N2 contient jusqu'à 900 ppmv de NO.
13. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le mélange gazeux NO/N2 est conditionné à une pression de 280 à 450 bar.
14. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le mélange gazeux NO/N2 est conservé à une pression entre 300 et 420 bar.
15. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le récipient est une bouteille de gaz dont la contenant en équivalent eau est de 0.5, 1, 2, 5 ou 11 litres.
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