EP2376141A2 - Dispositif d'injection à déclenchement automatique - Google Patents

Dispositif d'injection à déclenchement automatique

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Publication number
EP2376141A2
EP2376141A2 EP09740388A EP09740388A EP2376141A2 EP 2376141 A2 EP2376141 A2 EP 2376141A2 EP 09740388 A EP09740388 A EP 09740388A EP 09740388 A EP09740388 A EP 09740388A EP 2376141 A2 EP2376141 A2 EP 2376141A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
needle
enclosure
axial direction
injection
move
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP09740388A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Bernard Perriere
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eveon SAS
Original Assignee
Eveon SAS
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Filing date
Publication date
Application filed by Eveon SAS filed Critical Eveon SAS
Publication of EP2376141A2 publication Critical patent/EP2376141A2/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • A61B5/15117—Driving means for propelling the piercing element to pierce the skin, e.g. comprising mechanisms based on shape memory alloys, magnetism, solenoids, piezoelectric effect, biased elements, resilient elements, vacuum or compressed fluids comprising biased elements, resilient elements or a spring, e.g. a helical spring, leaf spring, or elastic strap
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Definitions

  • the invention relates to a miniaturized injection or sampling device for medical use comprising an elongated enclosure extending in a certain axial direction, at least one needle movable in the enclosure in said axial direction between a withdrawal position in the enclosure and a protruding position outside the enclosure, a mobile pump with the needle in the enclosure in said axial direction and adapted to circulate a medicinal substance to be injected or a substance to be taken between a reservoir and the needle, and displacement means adapted to move said needle in said axial direction.
  • a portable injection device comprising in a chamber a reservoir for a medicinal substance connected to a needle, the reservoir and the needle being movable in the chamber, a pump for circulating the drug substance from the reservoir to the needle and means for moving the needle operable by an individual to perform self-injection.
  • the means for moving the needle comprises springs initially compressed by a cover that the individual returns to release the springs.
  • This injection device implies that, during the injection, the individual has easy access to the device and is in physical condition to perform this gesture - which can be excluded in case of emergency. Moreover, at the end of injection, the needle remains out of the enclosure, which can present a danger for the individual.
  • the document FR2909001 also describes an injection or sampling device as described above, furthermore comprising a control unit which controls both the displacement of the needle and the triggering of the pump, but this device requires an action of the individual to make an injection.
  • the object of the present invention is to provide a fully automatic injection device and safe for the individual.
  • the subject of the invention is a miniaturized injection or sampling device for medical use comprising an elongate enclosure extending in a certain axial direction, at least one needle movable in the enclosure in said axial direction between a withdrawal position in the chamber and a protruding position outside the enclosure, a mobile pump with the needle in the enclosure in said axial direction and adapted to circulate a medicinal substance to be injected or a substance to be taken between a reservoir and the needle, and displacement means adapted to move said needle in said axial direction, characterized in that it further comprises in the enclosure a wireless signal receiver which in response to the reception of a signal of control actuates the moving means for moving the needle from the retracted position to the protruding position and in that a switch is further provided switch to actuate the pump in response to a certain displacement of the needle in the enclosure in said axial direction.
  • the connection of the reservoir to the needle, and the movement of the needle to pierce the skin of the individual, then to retract into the enclosure of the device are made fully automatically by the displacement means actuated by an external control signal received by the wireless signal receiver.
  • the means of displacement allow for the needle two positions: a projecting position only during injection (or sampling), and a withdrawal position before injection (or before sampling) and automatically after injection (or after sampling), so that the individual is not likely to hurt himself.
  • the device according to the invention may have the following particularities:
  • said moving means are arranged to move said needle in one direction or the other in said axial direction, and there is provided a timing means which actuates said moving means to move the needle from said projecting position to the position withdrawal after a certain period of operation of the pump;
  • said moving means comprise return springs
  • said return springs comprise a first spring provided with a first stiffness constant which expands to move said needle towards its projecting position at the same time as it compresses a second spring having a second stiffness constant less than said first stiffness constant, which second spring is expanded to move said needle from said projecting position to said retracted position;
  • a first wireless signal transmitter disposed outside the enclosure and adapted to transmit said control signal for the wireless signal receiver
  • the transmitter is disposed in an intradermal implant
  • the transmitter comprises a chemical sensor
  • said moving means further comprises a means for locking the position of the needle in said axial direction, the locking means being based on a shape memory material excited by an electric battery; said receiver is an RFID receiver;
  • an alarm which is actuated by said receiver in response to receiving said control signal
  • the alarm is transmitted by a second wireless signal transmitter disposed in the enclosure.
  • the device according to the invention may comprise a plurality of reservoirs respectively connected to a plurality of movable needles in the enclosure in a certain axial direction, and a plurality of pumps respectively adapted to circulate the substance between each reservoir and each needle and displacement means adapted to move simultaneously or selectively said needles in the axial direction in a protruding position outside the enclosure.
  • the invention also extends to a garment comprising a housing intended to come into contact with a body part of an individual wearing the garment and a device according to the invention disposed in said garment housing in such a way that protruding position, the needle of the device enters the body of the individual.
  • An injection device is particularly well suited for use for one or more emergency treatment injections (drug, vaccine or other) since the device equipped with radio-identification module can receive a signal controlling an injection from a sensor external to the device, is located within the body of the individual to detect a crisis, identified for example by a change in concentration of a substance (insulin for example), is arranged remotely to detect pollution for example.
  • a crisis identified for example by a change in concentration of a substance (insulin for example)
  • Figure 1 is a schematic longitudinal sectional view of an injection device according to the invention.
  • Figure 2 is a schematic view of the injection device according to the invention.
  • Figure 3 is a very schematic view showing the injection device according to the invention embedded in a garment worn by an individual.
  • Figure 4 is a schematic longitudinal sectional view of the injection device according to the invention in a projecting position of the needles.
  • Figure 5 is a schematic longitudinal sectional view of the injection device according to the invention in an intermediate position of the needles.
  • Figure 6 is a schematic longitudinal sectional view of the injection device according to the invention in a locked needles withdrawal position in the device.
  • Figure 7 is a schematic longitudinal sectional view of another embodiment of the injection device according to the invention having four tanks operable at the same time.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of the injection device of FIG. 7.
  • Figure 9 is a schematic longitudinal sectional view of yet another embodiment of the injection device according to the invention having four separately operable reservoirs.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of the injection device of FIG. 9.
  • FIG. 1 shows an embodiment of the injection device
  • the chamber 2 is formed of a base with a wall bottom 5 intended to be placed on the skin of an individual (see Figure 3) and a lid 6 which fits snugly on the base.
  • the reservoir 3 may be chosen from vials of various volumes, here tubular, glass or rigid plastic material and advantageously from commercial vials.
  • the lower support 4 here cylindrical, carries one or more needles 7 aligned in the axial direction A and a pump 8 for circulating the drug substance from the reservoir 3 to the needles 7.
  • the pump 8, the needles 7 and the reservoir 3 on the support 4 are thus integral in translation in the chamber 2 in the axial direction A.
  • the needles 7 are in the position of withdrawal in the enclosure 2, so invisible and safe for the individual.
  • FIG. 1 shows that the needles 7 are in the position of withdrawal in the enclosure 2, so invisible and safe for the individual.
  • the injection device 1 comprises disposed in the enclosure 2 displacement means 9 composed of two substantially identical upper helical return springs 1 1 intended to move the reservoir 3 and the needles 7 in the direction axial A in a first downward direction, so as to reach a protruding position of the needles 7 in which they are out of the chamber 2 through one or more openings 12 respectively of the bottom wall 5 of the enclosure 2, and two substantially identical lower helical return springs 13 for moving the reservoir 3 and the needles 7 in the axial direction A in a second direction upwards, so as to reach a position of withdrawal of the needles 7 in which those -ci are retracted into the enclosure 2.
  • the stiffness constant K1 of the upper springs 1 1 is greater than the stiffness constant K2 of the lower springs 13.
  • the injection device 1 also comprises, as represented in FIG. 1, two wireless signal-emitter receivers 14, 15 disposed in the enclosure 2, preferably on an intermediate support 16 secured in movement with the reservoir 3 respectively and upper support 17 movable in the enclosure 2.
  • the transmitter-receivers 14,15 are able to actuate the displacement means 9, and in particular the respective electrical modules or batteries 18,19 respective displacement means 9, in response to a control signal from a 43.44 wireless signal transmitter external to the device (see Figure 3 below).
  • the control signal transmitted by the wireless signal transmitter 43, 44 may be encrypted according to the application of the device 1.
  • wireless signal receiver-transmitter also called RFID module (Radio-Frequency Identification, identification by radio-frequency)
  • RFID module Radio-Frequency Identification, identification by radio-frequency
  • an electronic module which generally comprises an antenna associated with an electronic chip which enables it to receive and respond to radio frequency signals transmitted from a radio transceiver.
  • the injection device 1 further comprises in the enclosure 2, preferably on the lower support 4, another wireless signal receiver-transmitter 20 adapted to receive a signal from the pump 8 and to transmit a signal of end of injection to the radio identification module 15, as will be detailed later.
  • the device 1 may also comprise a delay means 21 connected to the pump 8 which defines a predetermined injection duration as a function of the volume of drug to be injected.
  • the displacement means 9 comprise on the intermediate support 16 two lower pads 22 diametrically symmetrical and pointing upwards in the direction A, on the upper support 17 two lower hollow tubes 23 diametrically symmetrical pointing downwards in the direction A and intended to respectively receive the lower pads 22 and two upper pads 24 diametrically symmetrical and pointing upwards in the direction A, finally on the lid 6 of the enclosure 2 two upper hollow tubes 25 diametrically symmetrical pointing downwards in the direction A and intended to receive respectively the upper pads 24.
  • the two lower springs 13 are attached to an end portion thereof on the bottom wall 5 of the enclosure 2 and to the other end portion thereof on the lower support. 4.
  • the two upper springs 1 1 are attached to an end portion thereof on the intermediate support 16 so as to encircle the lower pads 22 and the other end portion thereof on the upper support 17 prior to use of the device 1, the upper support 17 is mounted on the intermediate support 16 so that the lower pads 22 are fully engaged in the lower hollow tubes 23 and the lower hollow tubes 23 are fully engaged in the upper springs 1 1 and the cover 6 is mounted on the upper support 17 so that the upper pads 24 are barely engaged in the upper hollow tubes 25.
  • the springs sup 1 1 are then compressed and the lower springs 13 relaxed, the lower springs 13 opposing the axial displacement of the lower support 4 towards the bottom wall 5 and thus keeping the needles 7 set back inside the enclosure 2.
  • This provides a compact injection device 1 of reduced volume once mounted, and also easily removable.
  • the lower pads 22 and upper 24 are respectively equipped with a first element of locking means 10 for moving means 9 in the form of a 26,27 pin with shape memory
  • the lower hollow tubes 23 and upper 25 are respectively equipped with a second element of locking means 10 displacement means 9 in the form of first and second respective housing 28,29,30,31 respectively arranged at the lower and upper ends of the hollow tubes 23, 25, preferably diametrically opposed.
  • Shape-memory pins are pins capable of successively presenting an elongate or retracted shape in response to a control signal transmitted by the emitter-receivers 14, 15 via the respective electrical modules 18, 19 arranged in the enclosure 2 , preferably respectively on the intermediate support 16 and the upper support 17.
  • the locking means 10 may also be in the form of electromagnets or movable hooks operable by the electrical modules 18,19.
  • the pin 26 does not protrude laterally from the pad 22 (respectively 24) so as to allow axial displacement of the pad 22 (respectively 24) in the corresponding hollow tube 23 (respectively 25) .
  • the pin 26 protrudes laterally out of the stud 22 (respectively 24) and engages in the housings 28 or 29 (respectively 30 or 31) so as to lock the stud 22 (respectively 24) with the corresponding hollow tube 23 (respectively 25): the stud will be locked in a position of the stud completely engaged in the corresponding hollow tube when the pin 26 (respectively 27) elongated is inserted into the housing 28 (respectively 30), or in a protruding position of the stud out of the corresponding hollow tube when the elongated pin 26 (respectively 27) is inserted into the housing 29 (respectively 31).
  • One or more percussion cones 32 disposed on the pump 8 point towards one or more complementary lids 33 disposed on the reservoir 3 so as to pass through the respective lids 33 to create a passage between the reservoir 3 and the needles 7 via the pump 8 when the reservoir 3 is moved in the chamber 2 in the axial direction A to the lower support 4 over a distance noted y in Figure 1.
  • An elastic member 310 is disposed between the pump 8 and the reservoir 3 so as initially to maintain the reservoir 3 at a distance from the pump 8 such that the covers 33 are not traversed by the cones 32.
  • the percussion cones 32 are surrounded by a seal (not shown) sealing the connection between the cones 32 and the covers 33.
  • a switch 35 adapted to switch when it comes into contact with a stop 36 disposed on the bottom wall 5 and whose function is to actuate the pump 8 in response to a certain axial displacement needles 7 in the chamber 2 along the direction A over a distance marked x in FIG.
  • the pump 8 can be an electric motor pump powered by a battery 34 through the switch 35.
  • the pump 8 can be made from micro-mechanical or electromechanical microfluidic systems called MEMS or MOEMS powered by the battery 34 which can be a battery, a bio battery, an internal fuel or an inert gas.
  • the injection time of the drug substance can be conditioned by the autonomy of the supply.
  • the pump 8 of the injection device 1 may for example be a peristaltic pump, rotary or centrifugal, or a diaphragm pump or vane, or more generally any suitable technology for pumping and injection.
  • a visual or audible alarm 38 provided in the chamber 2 can be actuated by one of the wireless signal receivers 14, 15 in response to the receiving the control signal to indicate to the individual the beginning of an injection.
  • the alarm may be transmitted by a wireless transmitter 38 disposed in the chamber 2 adapted to communicate information on the injection to another wireless signal receiver (not shown) disposed outside the enclosure 2, and for example alerting help.
  • the stroke x of the lower support 4 in the chamber 2 is designed so that the needles 7 penetrate to a pre-determined depth in the dermis or muscle tissue of the individual adapted to the medical treatment, depending on the type of injection hypodermic, intradermal, intramuscular or intravenous.
  • the needles 7 penetrate the dermis to a distance of 0.2 millimeters (mm) to 0.8 mm.
  • the needles 7 penetrate the muscle tissue to a distance of 2 mm to 3 mm.
  • the needles 7 have a diameter of about 0.05 mm to 0.2 mm for a length of about 0.5 mm to 3 mm, depending on the medical applications. They are made of materials suitable for medical use, such as medical stainless steel, polymers or ceramics for example. The needles may be made so as to hold on the surface disinfectants or anesthetic or healing, for example by having a surface having micro-scratches, vents or a certain porosity.
  • the size of the injection device 1 varies between 2 to 5 cm in diameter and between 2 to 5 cm in height depending on the product to be injected.
  • the size of the pump 8 varies between 2 to 5 cm in width and length and between 0.5 to 2 cm in height depending on the product to be injected.
  • the injection device 1 according to the invention (and in particular the needles 7) is sterile and packaged so as to remain sterile until use of the device
  • the bottom wall 5 of the enclosure 2 intended to be in contact with the skin of the individual is covered by a protective film 37 through which the needles 7 during an injection.
  • FIG. 2 it is possible to see a transparent window 39 on the cover 6 of the enclosure 2 which possibly allows the individual to check the level of filling of the tank 3.
  • a transparent window 39 on the cover 6 of the enclosure 2 which possibly allows the individual to check the level of filling of the tank 3.
  • the tank 3 and a part of the enclosure 2 are made of a transparent material.
  • FIG. 3 shows a garment 40 comprising a housing 41, possibly made of transparent material, intended to come into contact with a body part of an individual wearing garment 40, here for example the top of arm 42, the injection device 1 according to the invention being disposed in said housing 41 so that in the projecting position of the needles 7, the needles 7 penetrate into the body of the individual to the predetermined depth.
  • the injection device 1 comprises for this purpose a fixing means 46, such as for example elastics, which plate the bottom wall 5 of the device 1 on the arm 42 of the individual.
  • the wireless signal transmitter 43, 44 external to the device and adapted to transmit the control signal intended for the wireless signal receivers 14, 15 may be disposed either in an intradermal implant 43 integrated in the body of the individual, either in an external device 44 such as a computer for example.
  • the wireless signal transmitter 43, 44 may comprise a chemical sensor capable of detecting, for example, a change in environmental pollution or a change in the concentration of an individual body substance such as insulin or an abnormal change in physiological data of the individual, so as to emit the control signal of an injection.
  • Figure 1 there is shown schematically the device 1 before use, that is to say that the needles 7 are recessed in the chamber 2, the upper springs January 1 being compressed and the lower springs 13 being expanded.
  • the locking of the displacement means is then carried out as follows: the pins 26, here in elongate position in the respective housings 28, lock the pads 22 completely engaged in the corresponding hollow tubes 23 and the pins 27, here in the extended position in the respective housings 31, lock the studs 24 in the released position out of the corresponding hollow tubes 25.
  • the receiver 14 of the device 1 When the receiver 14 of the device 1 receives a control signal from a subcutaneous 43 or external transmitter 44, it actuates the moving means 9 via the electric battery 18, which unlock the upper springs 1 1 which are then free to relax.
  • the expansion of the upper springs 1 1 first causes the displacement of the reservoir 3 towards the support 4 in the axial direction A down the distance y, which drives the percussion cones 32 in the covers 33 and creates a passage between the tank 3 and the needles 7.
  • the stiffness constant K1 of the upper springs 1 1 being greater than the stiffness constant K2 of the lower springs 13, the lower springs 13 are compressed under the pressure of the expansion of the upper springs 1 1.
  • the expansion of the upper springs 1 1 then causes the displacement in the axial direction A down the distance x of the assembly formed by the reservoir 3 and the support 4 with the needles 7 and the pump 8, then the output of the needles 7 out of the chamber 2 through the openings 12 and the film 37 and finally the penetration of the needles 7 into the individual at the predetermined depth.
  • the switch 35 in contact with the stop 36 actuates the pump 8 to inject the drug product.
  • the delay means 21 then begins to count down the duration of the injection, that is to say the duration of the power supply of the pump 8 by the battery 34.
  • the alarm 38 is simultaneously triggered by the receiver- transmitter 14.
  • the injection is performed automatically, simply and safely upon receipt of the control signal, without any action of the individual carrying the injection device 1.
  • FIG. 4 diagrammatically shows the device 1 during the injection, that is to say that the needles 7 are out of the enclosure 2, the upper springs 1 1 being relaxed and the lower springs 13 being tablets.
  • the locking of the displacement means 9 is then carried out as follows: the pins 26, here in elongate position in the respective housings 29, lock the studs 22 in the disengaged position out of the corresponding hollow tubes 23 and the pins 27, here in the extended position in the respective housings 31, lock the studs 24 in the released position out of the corresponding hollow tubes 25.
  • the timing means 21 controls the stopping of the pump 8 which sends an end of injection signal to the receiver 20.
  • the receiver-transmitter 20 then transmits a signal to the receiver 15 which actuates the moving means 9 via the battery 19 to unlock the lower springs 13 which are then free to relax.
  • the expansion of the lower springs 13 causes the needles 7 to be withdrawn into the chamber 2 in the axial direction A upwards over the distance x.
  • FIG. 5 diagrammatically shows the device 1 immediately after the injection, that is to say that the needles 7 are being withdrawn in the enclosure 2, the upper springs 1 1 still being relaxed and the lower springs 13 beginning to relax.
  • the displacement means 9 are locked at the pins 26 which are here engaged in the extended position in the respective housings 29 and free at the pins 27 which, here in retracted position, allow the pads 24 to engage in the hollow tubes 25 under the pressure of the trigger of the lower springs 13.
  • the moving means 9 When the lower springs 13 are completely relaxed, the moving means 9 are actuated by the receiver 15 which transmits a signal to the battery 19, to lock the lower springs 13, so as to lock the needles 7 in the retracted position in the enclosure 2.
  • FIG. 6 diagrammatically shows the device 1 locked in the safety position after the injection when the needles 7 are fully retracted into the chamber 2, the upper springs 1 1 and the lower springs 13 being completely relaxed.
  • the displacement means 9 are now locked at the level of the pins 26 which, here engaged in elongate position in the respective housings 29, block the pads 22 in the disengaged position out of the corresponding hollow tubes 23, and at the pins 27 which , engaged in the extended position in the respective housings 30, block the pads 24 in the fully engaged position in the corresponding hollow tubes 25.
  • the injection device 1 is blocked, the pump 8 can not be reused and the needles can not leave the enclosure.
  • the device 1 according to the invention could also be made with a different number of springs 1 1, 13, pads 22,24 and corresponding hollow tubes 23,25 without departing from the scope of the invention.
  • the materials used to make the different components of the injection device may advantageously be made of recyclable materials.
  • FIGS. 7 and 8 show diagrammatically another embodiment of the injection device 101 according to the invention having a plurality of substantially identical reservoirs 103A, 103B, 103C, 103D, each containing a different medicinal substance and operable simultaneously.
  • the device 101 allows a simultaneous injection of several substances, for example immiscible or not compatible with each other. It is obvious that the injection device 101 could be designed with a different number of tanks without departing from the scope of the present invention.
  • the reservoirs 103A, 103B are disposed on the support 4 and are separated by a wall 107 and each in correspondence with one or more needles 107A, 107B respectively.
  • a respective pump 108A, 108B is intended to circulate the drug substance from each reservoir 103A, 103B to the corresponding needles 107A, 107B.
  • One or more percussion cones 132A, 132B are disposed on each pump 108A, 108B and point towards respective complementary lids 133A, 133B disposed on each tank 103A, 103B.
  • the needles 107A, 107B are in the retracted position in the chamber 2, therefore invisible and safe for the individual.
  • the displacement device 9 causes the output of all the needles 107A, 107B of the enclosure 2 and a simultaneous injection of the substances contained in all the reservoirs 103A, 103B occurs as described above in correspondence with the injection device 1.
  • FIGS. 9 and 10 show diagrammatically another embodiment of the injection device 201 according to the invention having a plurality of substantially identical reservoirs 203, 303, 403, 503, each containing a different drug substance, operable from individual and selective manner, the tanks being movable in translation along an axis 245.
  • the injection device 201 and allows to inject each substance selectively at a chosen time. It is obvious that the injection device 201 could also be designed with a different number of tanks without departing from the scope of the present invention.
  • the reservoir 203 is disposed on a support 204 in correspondence with one or more needles 207.
  • a pump 208 intended to circulate the drug substance from the reservoir 203 to the needles 207 is housed on the support 204.
  • One or more percussion cones 232 disposed on the pump 208 point towards one or more complementary lids 233 disposed on the reservoir 203.
  • the needles 207 are in the retracted position in the chamber 2, so invisible and safe for the individual carrying the injection device 201.
  • displacement means 209 disposed in the enclosure 2 and associated with the reservoir 203 comprise one or more substantially identical upper coil springs 21 1 intended to move the reservoir 203 and the needles 207 in the axial direction A. in a first direction downwards, so as to reach a projecting position of the needles 207, and one or more lower helical springs 213 fixed between the support 204 and the bottom wall 5 of the enclosure 2, substantially identical intended to move the reservoir 203 and the needles 207 in the axial direction A in a second direction upwards, so as to reach a needle retraction position 207.
  • the stiffness constant of the upper springs 21 1 is greater than the stiffness constant of the lower springs 213.
  • the injection device 201 furthermore comprises, associated with each reservoir 203, two wireless signal-emitter receivers 214, 215 disposed respectively in the enclosure 2 on an intermediate support 216 and an upper support 217.
  • the transmitter-receivers 214, 225 play here a role similar to the transceivers 14,15 of the device 1 described above, and in particular they actuate electric batteries 218,219 displacement means 209 in response to a control signal from a wireless signal transmitter 43,44 external to the device (shown in Figure 3).
  • the injection device 201 further comprises, in the chamber 2, preferably on the lower support 204, a timing means 221 which defines a predetermined injection duration as a function of the volume of drug to injecting into the reservoir 203, and a wireless signal receiver-transmitter 220 adapted to receive a signal from the timing means 221 and to transmit an end of injection signal to the radio identification modules 214,215.
  • the displacement means 209 comprise a set of pads 222,224 and corresponding hollow tubes 223,225 respectively disposed on the intermediate support 216, the upper support 217 and the cover 6 of the enclosure 2 , the upper springs 21 1 being fixed between the supports 216 and 217 so as to encircle the lower pads 222 and the lower hollow tubes 223.
  • a control signal is sent by a transmitter 43, 44 selectively to one of the transmitter receivers 214, 314, 414 (not shown), 514 (not shown) respectively corresponding to one of the tanks 203, 303, 403, 503, for example the receiver 214 associated with the reservoir 203.
  • the associated displacement device 209 then causes the exit of the needles 207 from the chamber 2 and an injection of the substance contained in the reservoir 203 occurs as described above in correspondence with the injection device 1. It is obviously also possible with the injection device 201 simultaneous selective injection of two or more substances contained in two or more tanks by sending a control signal to two or more receivers-transmitters corresponding.
  • the miniaturized device according to the invention can also serve as a blood sampling device for example for subsequent analyzes.

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Abstract

Un dispositif d'injection miniaturisé à usage médical comprenant une enceinte (2) dans laquelle est disposé un réservoir (3) pour une substance médicamenteuse à injecter avec une aiguille (7) mobile dans l'enceinte (2) selon une certaine direction axiale (A), une pompe (8) adaptée pour faire circuler la substance médicamenteuse depuis le réservoir (3) vers l'aiguille (7) et des moyens de déplacement (9) adaptés pour déplacer ladite aiguille selon la direction axiale (A) dans une position saillante hors de l'enceinte, caractérisé en ce qu'il comprend en outre dans l'enceinte (2) un récepteur de signal sans fil (14,15) qui en réponse à la réception d'un signal de commande actionne les moyens de déplacement (9) et la pompe (8).

Description

Dispositif d'injection à déclenchement automatique
L'invention concerne un dispositif d'injection ou de prélèvement miniaturisé à usage médical comprenant une enceinte allongée s'étendant selon une certaine direction axiale, au moins une aiguille mobile dans l'enceinte selon ladite direction axiale entre une position de retrait dans l'enceinte et une position saillante hors de l'enceinte, une pompe mobile avec l'aiguille dans l'enceinte selon ladite direction axiale et adaptée pour faire circuler une substance médicamenteuse à injecter ou une substance à prélever entre un réservoir et l'aiguille, et des moyens de déplacement adaptés pour déplacer ladite aiguille selon ladite direction axiale.
De manière générale, on connaît de tels dispositifs d'injection d'une substance médicamenteuse qui se présentent sous la forme de seringues ou de patchs qui sont maintenus sur un individu par un moyen de fixation, qui peut être par exemple un adhésif, et qui sont actionnés par l'individu sans aide médicale. On connaît du document de brevet US 4 886 499 un dispositif d'injection portable comprenant dans une enceinte un réservoir pour une substance médicamenteuse raccordé à une aiguille, le réservoir et l'aiguille étant mobiles dans l'enceinte, une pompe pour faire circuler la substance médicamenteuse du réservoir vers l'aiguille et des moyens pour déplacer l'aiguille actionnables par un individu pour réaliser une auto- injection. Les moyens pour déplacer l'aiguille comprennent des ressorts initialement comprimés par un couvercle que l'individu retourne pour libérer les ressorts. Ce dispositif d'injection implique que, lors de l'injection, l'individu a un accès facile au dispositif et est en condition physique pour réaliser ce geste - ce qui peut être exclu en cas d'urgence. Par ailleurs, en fin d'injection, l'aiguille reste sortie de l'enceinte, ce qui peut présenter un danger pour l'individu. Le document FR2909001 décrit aussi un dispositif d'injection ou de prélèvement tel que décrit plus haut, comprenant en outre une unité de commande qui commande à la fois le déplacement de l'aiguille et le déclenchement de la pompe, mais ce dispositif nécessite une action de l'individu pour réaliser une injection. Le but de la présente invention est de proposer un dispositif d'injection entièrement automatique et sans danger pour l'individu.
A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif d'injection ou de prélèvement miniaturisé à usage médical comprenant une enceinte allongée s'étendant selon une certaine direction axiale, au moins une aiguille mobile dans l'enceinte selon ladite direction axiale entre une position de retrait dans l'enceinte et une position saillante hors de l'enceinte, une pompe mobile avec l'aiguille dans l'enceinte selon ladite direction axiale et adaptée pour faire circuler une substance médicamenteuse à injecter ou une substance à prélever entre un réservoir et l'aiguille, et des moyens de déplacement adaptés pour déplacer ladite aiguille selon ladite direction axiale, caractérisé en ce qu'il comprend en outre dans l'enceinte un récepteur de signal sans fil qui en réponse à la réception d'un signal de commande actionne les moyens de déplacement pour déplacer l'aiguille de la position de retrait vers la position saillante et en ce qu'il est prévu en outre un commutateur apte à commuter pour actionner la pompe en réponse à un certain déplacement de l'aiguille dans l'enceinte selon ladite direction axiale.
Avec un tel dispositif d'injection (ou de prélèvement) selon l'invention, le raccordement du réservoir à l'aiguille, ainsi que le déplacement de l'aiguille pour percer la peau de l'individu, puis pour se rétracter dans l'enceinte du dispositif, sont réalisés de façon entièrement automatique par les moyens de déplacement actionnés par un signal de commande externe reçu par le récepteur de signal sans fil. De plus, les moyens de déplacement autorisent pour l'aiguille deux positions : une position saillante uniquement pendant l'injection (ou le prélèvement), et une position de retrait avant injection (ou avant prélèvement) et automatiquement après injection (ou après prélèvement), de sorte que l'individu ne risque pas de se blesser. Le dispositif selon l'invention peut présenter les particularités suivantes :
- lesdits moyens de déplacement sont agencés pour déplacer ladite aiguille dans un sens ou dans l'autre selon ladite direction axiale, et il est prévu un moyen de temporisation qui actionne lesdits moyens de déplacement pour déplacer l'aiguille de ladite position saillante vers la position de retrait après une certaine durée de fonctionnement de la pompe ;
- lesdits moyens de déplacement comprennent des ressorts de rappel ;
- lesdits ressorts de rappel comprennent un premier ressort doté d'une première constante de raideur qui se détend pour déplacer ladite aiguille vers sa position saillante en même temps qu'il comprime un second ressort doté d'une deuxième constante de raideur inférieure à ladite première constante de raideur, lequel second ressort est détendu pour déplacer ladite aiguille de ladite position saillante vers ladite position de retrait ;
- il est prévu un premier émetteur de signal sans fil disposé en dehors de l'enceinte et adapté pour émettre ledit signal de commande destiné au récepteur de signal sans fil ;
- l'émetteur est disposé dans un implant intradermique ;
- l'émetteur comprend un capteur chimique ;
- lesdits moyens de déplacement comprennent en outre un moyen de verrouillage de la position de l'aiguille selon ladite direction axiale, ce moyen de verrouillage étant à base d'un matériau à mémoire de forme excité par une pile électrique ; - ledit récepteur est un récepteur RFID ;
- il est prévu une alarme qui est actionnée par ledit récepteur en réponse à la réception dudit signal de commande ;
- l'alarme est transmise par un second émetteur de signal sans fil disposé dans l'enceinte.
Le dispositif selon l'invention peut comprendre une pluralité de réservoirs reliés respectivement à une pluralité d'aiguilles mobiles dans l'enceinte selon une certaine direction axiale, et une pluralité de pompes respectivement adaptées pour faire circuler la substance entre chaque réservoir et chaque aiguille et des moyens de déplacement adaptés pour déplacer simultanément ou sélectivement lesdites aiguilles selon la direction axiale dans une position saillante hors de l'enceinte.
L'invention s'étend aussi à un vêtement comprenant un logement destiné à venir en contact avec une partie corporelle d'un individu portant le vêtement et un dispositif selon l'invention disposé dans ledit logement du vêtement de telle manière à ce qu'en position saillante, l'aiguille du dispositif pénètre dans le corps de l'individu.
Un dispositif d'injection selon l'invention est particulièrement bien adapté à une utilisation pour une ou plusieurs injections de traitement d'urgence (médicament, vaccin ou autre) puisque le dispositif équipé de module de radio-identification peut recevoir un signal commandant une injection en provenance d'un capteur externe au dispositif, soit situé au sein même du corps de l'individu pour détecter une crise, identifiée par exemple par une variation de concentration d'une substance (l'insuline par exemple), soit disposé à distance pour détecter une pollution par exemple.
Un exemple d'un mode de réalisation particulier d'un dispositif d'injection selon l'invention est décrit plus en détail ci-après et illustré par les dessins. Cette description n'est donnée qu'à titre d'exemple indicatif et nullement limitatif de l'invention. La figure 1 une vue schématique en coupe longitudinale d'un dispositif d'injection selon l'invention.
La figure 2 est une vue schématique du dispositif d'injection selon l'invention.
La figure 3 est une vue très schématique montrant le dispositif d'injection selon l'invention intégré dans un vêtement porté par un individu.
La figure 4 est une vue schématique en coupe longitudinale du dispositif d'injection selon l'invention dans une position saillante des aiguilles.
La figure 5 est une vue schématique en coupe longitudinale du dispositif d'injection selon l'invention dans une position intermédiaire des aiguilles. La figure 6 est une vue schématique en coupe longitudinale du dispositif d'injection selon l'invention dans une position de retrait des aiguilles verrouillées dans le dispositif.
La figure 7 est une vue schématique en coupe longitudinale d'un autre mode de réalisation du dispositif d'injection selon l'invention présentant quatre réservoirs actionnables en même temps.
La figure 8 est une vue schématique en coupe transversale du dispositif d'injection de la figure 7.
La figure 9 est une vue schématique en coupe longitudinale d'encore un autre mode de réalisation du dispositif d'injection selon l'invention présentant quatre réservoirs actionnables séparément.
La figure 10 est une vue schématique en coupe transversale du dispositif d'injection de la figure 9.
Sur la figure 1 , on a représenté un exemple de réalisation du dispositif d'injection
1 selon l'invention qui comporte une enceinte 2 externe allongée selon une certaine direction axiale indiquée par la flèche A, ici de forme essentiellement tubulaire, et un réservoir 3 pré-rempli d'une substance médicamenteuse logé dans un support inférieur 4, mobile en translation selon la direction axiale A à l'intérieur de l'enceinte 2. L'enceinte 2 est formée d'un socle muni d'une paroi de fond 5 destinée à être posée sur la peau d'un individu (voir figure 3) et d'un couvercle 6 qui vient s'emboîter hermétiquement sur le socle. Le réservoir 3 peut être choisi parmi des flacons de volumes divers, ici tubulaires, en verre ou en matériau plastique rigide et avantageusement parmi des flacons commerciaux.
Comme on peut le voir figure 1 , le support inférieur 4, ici cylindrique, porte une ou plusieurs aiguilles 7 alignées selon la direction axiale A et une pompe 8 destinée à faire circuler la substance médicamenteuse depuis le réservoir 3 vers les aiguilles 7. La pompe 8, les aiguilles 7 et le réservoir 3 sur le support 4 sont ainsi solidaires en translation dans l'enceinte 2 selon la direction axiale A. Avant toute utilisation du dispositif d'injection 1 selon l'invention, les aiguilles 7 sont en position de retrait dans l'enceinte 2, donc invisibles et sans danger pour l'individu. Comme visible sur la figure 1 , le dispositif d'injection 1 comprend disposés dans l'enceinte 2 des moyens de déplacement 9 composés de deux ressorts de rappel hélicoïdaux supérieurs 1 1 sensiblement identiques destinés à déplacer le réservoir 3 et les aiguilles 7 dans la direction axiale A dans un premier sens vers le bas, de manière à atteindre une position saillante des aiguilles 7 dans laquelle celles-ci sont sorties hors de l'enceinte 2 à travers une ou plusieurs ouvertures 12 respectives de la paroi de fond 5 de l'enceinte 2, et deux ressorts de rappel hélicoïdaux inférieurs 13 sensiblement identiques destinés à déplacer le réservoir 3 et les aiguilles 7 dans la direction axiale A dans un second sens vers le haut, de manière à atteindre une position de retrait des aiguilles 7 dans laquelle celles-ci sont rétractées dans l'enceinte 2. Comme on le verra plus en détail ci-dessous, la constante de raideur K1 des ressorts supérieurs 1 1 est supérieure à la constante de raideur K2 des ressorts inférieurs 13.
Le dispositif d'injection 1 comprend aussi, comme représentés sur la figure 1 , deux récepteurs-émetteurs de signal sans fil 14,15 disposés dans l'enceinte 2 de préférence respectivement sur un support intermédiaire 16 solidaire en mouvement avec le réservoir 3 et un support supérieur 17 mobile dans l'enceinte 2. Les récepteurs- émetteurs 14,15 sont aptes à actionner les moyens de déplacement 9, et en particulier des modules ou piles électriques respectifs 18,19 respectifs des moyens de déplacement 9, en réponse à un signal de commande en provenance d'un émetteur de signal sans fil 43,44 externe au dispositif (voir la figure 3 ci-dessous). Le signal de commande émis par l'émetteur de signal sans fil 43,44 pourra être crypté selon l'application du dispositif 1. On entend ici par récepteur-émetteur de signal sans fil, nommé aussi module RFID (Radio-Frequency Identification, identification par radio- fréquence), un module électronique qui comprend de manière générale une antenne associée à une puce électronique qui lui permet de recevoir et de répondre à des signaux de fréquence radio émis depuis un émetteur-récepteur radio.
Le dispositif d'injection 1 comprend en outre dans l'enceinte 2, de préférence sur le support inférieur 4, un autre récepteur-émetteur de signal sans fil 20 apte à recevoir un signal en provenance de la pompe 8 et à transmettre un signal de fin d'injection au module de radio-identification 15, comme cela sera détaillé par la suite. Le dispositif 1 peut aussi comprendre un moyen de temporisation 21 relié à la pompe 8 qui définit une durée d'injection prédéterminée en fonction du volume de médicament à injecter.
Avantageusement, les moyens de déplacement 9 comprennent sur le support intermédiaire 16 deux plots inférieurs 22 diamétralement symétriques et pointant vers le haut dans la direction A, sur le support supérieur 17 deux tubes creux inférieurs 23 diamétralement symétriques pointant vers le bas dans la direction A et destinés à recevoir respectivement les plots inférieurs 22 et deux plots supérieurs 24 diamétralement symétriques et pointant vers le haut dans la direction A, enfin sur le couvercle 6 de l'enceinte 2 deux tubes creux supérieurs 25 diamétralement symétriques pointant vers le bas dans la direction A et destinés à recevoir respectivement les plots supérieurs 24.
Comme visible figure 1 , les deux ressorts inférieurs 13 sont fixés à une portion d'extrémité de ceux-ci sur la paroi de fond 5 de l'enceinte 2 et à l'autre portion d'extrémité de ceux-ci sur le support inférieur 4. Les deux ressorts supérieurs 1 1 sont fixés à une portion d'extrémité de ceux-ci sur le support intermédiaire 16 de sorte à encercler les plots inférieurs 22 et à l'autre portion d'extrémité de ceux-ci sur le support supérieur 17 de sorte à encercler les tubes creux inférieurs 23. Avant utilisation du dispositif 1 , le support supérieur 17 est monté sur le support intermédiaire 16 de sorte que les plots inférieurs 22 sont complètement engagés dans les tubes creux inférieurs 23 et que les tubes creux inférieurs 23 sont complètement engagés dans les ressorts supérieurs 1 1 et le couvercle 6 est monté sur le support supérieur 17 de sorte que les plots supérieurs 24 sont à peine engagés dans les tubes creux supérieurs 25. Les ressorts supérieurs 1 1 sont alors comprimés et les ressorts inférieurs 13 détendus, les ressorts inférieurs 13 s'opposant au déplacement axial du support inférieur 4 en direction de la paroi de fond 5 et maintenant ainsi les aiguilles 7 en retrait à l'intérieur de l'enceinte 2. On obtient ainsi un dispositif d'injection 1 compact de volume réduit une fois monté, et aussi facilement démontable.
Comme visible sur la figure 1 , les plots inférieurs 22 et supérieurs 24 sont respectivement équipés d'un premier élément de moyens de verrouillage 10 des moyens de déplacement 9 sous la forme d'une goupille 26,27 à mémoire de forme, et les tubes creux inférieurs 23 et supérieurs 25 sont respectivement équipés d'un second élément de moyens de verrouillage 10 des moyens de déplacement 9 sous la forme de premiers et seconds logements respectifs 28,29,30,31 aménagés respectivement aux extrémités inférieures et supérieurs des tubes creux 23,25, de préférence diamétralement opposés. Par goupilles à mémoire de forme, on entend des goupilles aptes à présenter successivement une forme allongée ou rétractée en réponse à un signal de commande transmis par les récepteurs-émetteurs 14,15 via les modules électriques 18,19 respectifs disposés dans l'enceinte 2, de préférence respectivement sur le support intermédiaire 16 et le support supérieur 17. Les moyens de verrouillage 10 peuvent aussi se présenter sous la forme d'électroaimants ou de crochets mobiles actionnables par les modules électriques 18,19.
Plus précisément, dans sa forme rétractée, la goupille 26 (respectivement 27) ne dépasse pas latéralement du plot 22 (respectivement 24) de sorte à permettre un déplacement axial du plot 22 (respectivement 24) dans le tube creux correspondant 23 (respectivement 25). Dans sa forme allongée, la goupille 26 (respectivement 27) fait saillie latéralement hors du plot 22 (respectivement 24) et s'engage dans les logements 28 ou 29 (respectivement 30 ou 31 ) de sorte à verrouiller le plot 22 (respectivement 24) avec le tube creux correspondant 23 (respectivement 25) : le plot sera verrouillé dans une position du plot complètement engagé dans le tube creux correspondant lorsque la goupille 26 (respectivement 27) allongée est insérée dans les logements 28 (respectivement 30), ou dans une position saillante du plot hors du tube creux correspondant lorsque la goupille allongée 26 (respectivement 27) est insérée dans les logements 29 (respectivement 31 ).
Un ou plusieurs cônes de percussion 32 disposés sur la pompe 8 pointent en direction d'un ou plusieurs opercules complémentaires 33 respectifs disposés sur le réservoir 3 de sorte à traverser les opercules 33 respectifs pour créer un passage entre le réservoir 3 et les aiguilles 7 via la pompe 8 lorsque le réservoir 3 est déplacé dans l'enceinte 2 selon la direction axiale A vers le support inférieur 4 sur une distance notée y sur la figure 1. Un élément élastique 310 est disposé entre la pompe 8 et le réservoir 3 de sorte à maintenir initialement le réservoir 3 à une distance de la pompe 8 telle que les opercules 33 ne sont pas traversés par les cônes 32. De préférence, les cônes de percussion 32 sont entourés d'un joint (non montré) réalisant l'étanchéité de la connexion entre les cônes 32 et les opercules 33.
Sur le support inférieur 4 est par ailleurs disposé un commutateur 35 apte à commuter lorsqu'il vient en contact avec une butée 36 disposée sur la paroi de fond 5 et dont la fonction est d'actionner la pompe 8 en réponse à un certain déplacement axial des aiguilles 7 dans l'enceinte 2 selon la direction A sur une distance notée x sur la figure 1.
La pompe 8 peut être une pompe à moteur électrique alimenté par une batterie 34 à travers le commutateur 35. Dans l'exemple de réalisation de l'invention, la pompe 8 peut être réalisée à partir de microsystèmes mécaniques ou électromécaniques de microfluidique appelés MEMS ou MOEMS alimentés au moyen de la batterie 34 qui peut être une pile, une bio pile, un combustible interne ou un gaz inerte. En variante à l'utilisation du moyen de temporisation 21 , le temps d'injection de la substance médicamenteuse peut être conditionné par l'autonomie de l'alimentation. La pompe 8 du dispositif d'injection 1 peut par exemple être une pompe péristaltique, rotative ou centrifuge, ou une pompe à membranes ou à palettes, ou plus généralement de toute technologie adaptée permettant le pompage et l'injection.
Avantageusement, une alarme 38 visuelle ou sonore prévue dans l'enceinte 2 peut être actionnée par un des récepteurs de signal sans fil 14,15 en réponse à la réception du signal de commande pour indiquer à l'individu le début d'une injection. En variante, l'alarme peut être transmise par un émetteur sans fil 38 disposé dans l'enceinte 2 apte à communiquer des informations sur l'injection à un autre récepteur de signal sans fil (non représenté) disposé à l'extérieur de l'enceinte 2, et par exemple alerter ainsi des secours.
La course x du support inférieur 4 dans l'enceinte 2 est conçue pour que les aiguilles 7 pénètrent à une profondeur pré-déterminée dans le derme ou dans les tissus musculaires de l'individu adaptée au traitement médical, en fonction du type d'injection hypodermique, intradermique, intramusculaire ou intraveineuse. Par exemple, dans le cas d'une injection sous cutanée, les aiguilles 7 pénètrent dans le derme jusqu'à une distance de 0,2 millimètre (mm) à 0,8 mm. Dans le cas d'une injection intramusculaire, les aiguilles 7 pénètrent dans les tissus musculaires jusqu'à une distance de 2 mm à 3 mm.
Les aiguilles 7 ont un diamètre d'environ 0,05 mm à 0,2 mm pour une longueur d'environ 0,5 mm à 3 mm, selon les applications médicales. Elles sont fabriquées dans des matériaux adaptés pour usage médical, comme l'inox médical, des polymères ou des céramiques par exemple. Les aiguilles peuvent être réalisées de manière à pouvoir retenir en surface des produits désinfectants ou anesthésiants ou cicatrisants, par exemple en ayant une surface présentant des microrayures, des évents ou une certaine porosité.
La taille du dispositif d'injection 1 varie entre 2 à 5 cm de diamètre et entre 2 à 5 cm en hauteur selon le produit à injecter. La taille de la pompe 8 varie entre 2 à 5 cm en largeur et longueur et entre 0,5 à 2 cm en hauteur selon le produit à injecter.
Initialement, le dispositif d'injection 1 selon l'invention (et notamment les aiguilles 7) est stérile et conditionné de manière à rester stérile jusqu'à utilisation du dispositif d'injection 1. En particulier, la paroi de fond 5 de l'enceinte 2 destinée à être en contact avec la peau de l'individu est recouverte par un film de protection 37 traversé par les aiguilles 7 lors d'une injection.
Sur la figure 2, on peut voir une fenêtre transparente 39 sur le couvercle 6 de l'enceinte 2 qui permet éventuellement à l'individu de vérifier le niveau de remplissage du réservoir 3. Dans ce cas, on comprendra que le réservoir 3 et une partie de l'enceinte 2 sont réalisés en un matériau transparent.
La figure 3 montre un vêtement 40 comprenant un logement 41 , éventuellement en matériau transparent, destiné à venir en contact avec une partie corporelle d'un individu portant le vêtement 40, ici par exemple le haut du bras 42, le dispositif d'injection 1 selon l'invention étant disposé dans ledit logement 41 de manière à ce qu'en position saillante des aiguilles 7, les aiguilles 7 pénètrent dans le corps de l'individu à la profondeur prédéterminée. Le dispositif d'injection 1 comprend à cet effet un moyen de fixation 46, comme par exemple des élastiques, qui plaque la paroi de fond 5 du dispositif 1 sur le bras 42 de l'individu.
Comme montré figure 3, l'émetteur de signal sans fil 43,44 externe au dispositif et adapté pour émettre le signal de commande destiné aux récepteurs de signal sans fil 14,15 peut être disposé soit dans un implant intradermique 43 intégré dans le corps de l'individu, soit dans un dispositif extérieur 44 tel qu'un ordinateur par exemple. L'émetteur de signal sans fil 43,44 peut comprendre un capteur chimique capable de détecter par exemple une variation de pollution environnementale ou un changement de concentration d'une substance corporelle de l'individu telle que l'insuline ou encore une variation anormale de données physiologiques de l'individu, de sorte à émettre le signal de commande d'une injection. On détaillera maintenant la succession des étapes de fonctionnement du dispositif d'injection 1 selon l'invention en s'appuyant sur les figures 1 , 4, 5 et 6 qui montrent le dispositif d'injection à différentes étapes.
Sur la figure 1 , on a représenté schématiquement le dispositif 1 avant utilisation, c'est-à-dire que les aiguilles 7 sont en retrait dans l'enceinte 2, les ressorts supérieurs 1 1 étant comprimés et les ressorts inférieurs 13 étant détendus. Le verrouillage des moyens de déplacement est alors effectué ainsi : les goupilles 26, ici en position allongées dans les logements respectifs 28, verrouillent les plots 22 complètement engagés dans les tubes creux 23 correspondants et les goupilles 27, ici en position allongées dans les logements respectifs 31 , verrouillent les plots 24 en position dégagés hors des tubes creux 25 correspondants.
Lorsque le récepteur 14 du dispositif 1 reçoit un signal de commande en provenance d'un émetteur sous-cutané 43 ou externe 44, il actionne les moyens de déplacement 9 via la pile électrique 18, qui déverrouillent les ressorts supérieurs 1 1 qui sont alors libres de se détendre. La détente des ressorts supérieurs 1 1 entraîne d'abord le déplacement du réservoir 3 en direction du support 4 dans la direction axiale A vers le bas sur la distance y, ce qui enfonce les cônes de percussion 32 dans les opercules 33 et crée un passage entre le réservoir 3 et les aiguilles 7.
Puis, la constante de raideur K1 des ressorts supérieurs 1 1 étant supérieure à la constante de raideur K2 des ressorts inférieurs 13, les ressorts inférieurs 13 se compriment sous la pression de la détente des ressorts supérieurs 1 1. La détente des ressorts supérieurs 1 1 provoque alors le déplacement dans la direction axiale A vers le bas sur la distance x de l'ensemble formé par le réservoir 3 et le support 4 avec les aiguilles 7 et la pompe 8, puis la sortie des aiguilles 7 hors de l'enceinte 2 à travers les ouvertures 12 et le film 37 et enfin la pénétration des aiguilles 7 dans l'individu à la profondeur prédéterminée. Lorsque le support 4 arrive contre la paroi de fond 5, le commutateur 35 en contact avec la butée 36 actionne la pompe 8 pour injecter le produit médicamenteux. Le moyen de temporisation 21 commence alors à décompter la durée de l'injection, c'est-à-dire la durée de l'alimentation électrique de la pompe 8 par la batterie 34. L'alarme 38 est simultanément déclenchée par le récepteur-émetteur 14. Ainsi, l'injection est réalisée automatiquement, simplement et en toute sécurité dès réception du signal de commande, sans aucune action de l'individu portant le dispositif d'injection 1.
Sur la figure 4, on a représenté schématiquement le dispositif 1 pendant l'injection, c'est-à-dire que les aiguilles 7 sont sorties hors de l'enceinte 2, les ressorts supérieurs 1 1 étant détendus et les ressorts inférieurs 13 étant comprimés. Le verrouillage des moyens de déplacement 9 est alors effectué ainsi : les goupilles 26, ici en position allongées dans les logements respectifs 29, verrouillent les plots 22 en position dégagée hors des tubes creux 23 correspondants et les goupilles 27, ici en position allongées dans les logements respectifs 31 , verrouillent les plots 24 en position dégagés hors des tubes creux 25 correspondants.
Une fois la durée d'injection prédéterminée écoulée, le moyen de temporisation 21 commande l'arrêt de la pompe 8 qui envoie un signal de fin d'injection au récepteur 20. Le récepteur-émetteur 20 transmet alors un signal au récepteur 15 qui actionne les moyens de déplacement 9 via la pile électrique 19 afin de déverrouiller les ressorts inférieurs 13 qui sont alors libres de se détendre. La détente des ressorts inférieurs 13 entraîne le retrait des aiguilles 7 dans l'enceinte 2 dans la direction axiale A vers le haut sur la distance x.
Sur la figure 5, on a représenté schématiquement le dispositif 1 juste après l'injection, c'est-à-dire que les aiguilles 7 sont en cours de retrait dans l'enceinte 2, les ressorts supérieurs 1 1 étant toujours détendus et les ressorts inférieurs 13 commençant à se détendre. Les moyens de déplacement 9 sont verrouillés au niveau des goupilles 26 qui sont ici engagées en position allongées dans les logements respectifs 29 et libres au niveau des goupilles 27 qui, ici en position rétractées, permettent aux plots 24 de s'engager dans les tubes creux 25 sous la pression de la détente des ressorts inférieurs 13.
Lorsque les ressorts inférieurs 13 sont complètement détendus, les moyens de déplacement 9 sont actionnés par le récepteur 15 qui transmet un signal à la pile électrique 19, pour verrouiller les ressorts inférieurs 13, de sorte à bloquer les aiguilles 7 en position de retrait dans l'enceinte 2.
Sur la figure 6, on a représenté schématiquement le dispositif 1 verrouillé en position de sécurité après l'injection lorsque les aiguilles 7 sont complètement rentrées dans l'enceinte 2, les ressorts supérieurs 1 1 et les ressorts inférieurs 13 étant complètement détendus. Les moyens de déplacement 9 sont maintenant verrouillés à la fois au niveau des goupilles 26 qui, ici engagées en position allongées dans les logements respectifs 29, bloquent les plots 22 en position dégagée hors des tubes creux 23 correspondants, et au niveau des goupilles 27 qui, engagées en position allongées dans les logements respectifs 30, bloquent les plots 24 en position complètement engagée dans les tubes creux 25 correspondants. Ainsi, le dispositif d'injection 1 est bloqué, la pompe 8 ne pouvant plus être réutilisée et les aiguilles ne pouvant plus sortir de l'enceinte.
Le dispositif 1 selon l'invention pourrait aussi être réalisé avec un nombre différent de ressorts 1 1 ,13, de plots 22,24 et de tubes creux correspondants 23,25 sans s'éloigner de la portée de l'invention. Les matériaux utilisés pour réaliser les différents constituants du dispositif d'injection pourront avantageusement être réalisés en matériaux recyclables.
On a représenté schématiquement sur les figures 7 et 8 un autre mode de réalisation du dispositif d'injection 101 selon l'invention présentant une pluralité de réservoirs 103A, 103B, 103C, 103D sensiblement identiques, contenant chacun une substance médicamenteuse différente et actionnables simultanément. Le dispositif 101 permet de réaliser une injection simultanée de plusieurs substances, par exemple non miscibles ou non compatibles entre elles. Il est bien évident que le dispositif d'injection 101 pourrait être conçu avec un nombre différent de réservoirs sans s'éloigner de la portée de la présente invention.
Sur les figures 7 et 8, des références numériques identiques correspondent aux mêmes éléments que ceux portant ces références sur les figures 1 à 6, et ces éléments remplissent respectivement les mêmes fonctions. Par souci de clarté et de concision, nous ne décrirons ci-dessous que les éléments du dispositif d'injection 101 qui diffèrent du dispositif d'injection 1 précédemment décrit et uniquement en ce qui concerne les deux réservoirs 103A et 103B représentés sur la figure 7.
Les réservoirs 103A, 103B sont disposés sur le support 4 en étant séparés par une paroi 107 et chacun en correspondance avec une ou plusieurs aiguilles 107A, 107B respectives. Comme on peut le voir figure 7, une pompe 108A, 108B respective est destinée à faire circuler la substance médicamenteuse depuis chaque réservoir 103A,103B vers les aiguilles 107A, 107B correspondantes. Un ou plusieurs cônes de percussion 132A, 132B sont disposés sur chaque pompe 108A, 108B et pointent en direction d'opercules complémentaires 133A,133B respectifs disposés sur chaque réservoir 103A, 103B. Avant toute utilisation du dispositif d'injection 101 selon l'invention, les aiguilles 107A, 107B sont en position de retrait dans l'enceinte 2, donc invisibles et sans danger pour l'individu. L'utilisation du dispositif 101 est ensuite analogue à l'utilisation du dispositif 1 décrit précédemment : lorsqu'un signal de commande est reçu par le récepteur 14, le dispositif de déplacement 9 provoque la sortie de toutes les aiguilles 107A, 107B de l'enceinte 2 et une injection simultanée des substances contenues dans tous les réservoirs 103A, 103B se produit comme décrit plus haut en correspondance avec le dispositif d'injection 1.
On a représenté schématiquement sur les figures 9 et 10 encore un autre mode de réalisation du dispositif d'injection 201 selon l'invention présentant une pluralité de réservoirs 203, 303, 403, 503 sensiblement identiques, contenant chacun une substance médicamenteuse différente, actionnables de manière individuelle et sélective, les réservoirs étant mobiles en translation le long d' un axe 245. Le dispositif d'injection 201 permet ainsi d'injecter chaque substance sélectivement à un moment choisi. Il est évident que le dispositif d'injection 201 pourrait aussi être conçu avec un nombre différent de réservoirs sans pour autant s'éloigner de la portée de la présente invention.
Sur les figures 9 et 10, des mêmes références numériques correspondent aux mêmes éléments que ceux portant les mêmes références sur les figures 1 à 6, et ces éléments remplissent respectivement les mêmes fonctions. Par souci de clarté et de concision, nous ne décrirons ci-dessous que les éléments du dispositif d'injection 201 qui diffèrent du dispositif d'injection 1 précédemment décrit uniquement en ce qui concerne le réservoir 203, les autres réservoirs 303, 403, 503 étant similaires au réservoir 203.
Le réservoir 203 est disposé sur un support 204 en correspondance avec une ou plusieurs aiguilles 207. Comme on peut le voir figure 9, une pompe 208 destinée à faire circuler la substance médicamenteuse depuis le réservoir 203 vers les aiguilles 207 est logée sur le support 204. Un ou plusieurs cônes de percussion 232 disposés sur la pompe 208 pointent en direction d'un ou plusieurs opercules complémentaires 233 disposés sur le réservoir 203. Avant toute utilisation du dispositif d'injection 201 selon l'invention, les aiguilles 207 sont en position de retrait dans l'enceinte 2, donc invisibles et sans danger pour l'individu portant le dispositif d'injection 201.
Comme on peut le voir figure 9, des moyens de déplacement 209 disposés dans l'enceinte 2 et associés au réservoir 203 comprennent un ou plusieurs ressorts hélicoïdaux supérieurs 21 1 sensiblement identiques destinés à déplacer le réservoir 203 et les aiguilles 207 dans la direction axiale A dans un premier sens vers le bas, de manière à atteindre une position saillante des aiguilles 207, et un ou plusieurs ressorts hélicoïdaux inférieurs 213 fixés entre le support 204 et la paroi de fond 5 de l'enceinte 2, sensiblement identiques destinés à déplacer le réservoir 203 et les aiguilles 207 dans la direction axiale A dans un second sens vers le haut, de manière à atteindre une position de retrait des aiguilles 207. La constante de raideur des ressorts supérieurs 21 1 est supérieure à la constante de raideur des ressorts inférieurs 213.
Le dispositif d'injection 201 comprend en outre, associé à chaque réservoir 203, deux récepteurs-émetteurs de signal sans fil 214,215 disposés respectivement dans l'enceinte 2 sur un support intermédiaire 216 et un support supérieur 217. Les récepteurs-émetteurs 214,215 jouent ici un rôle similaire aux récepteurs-émetteurs 14,15 du dispositif 1 décrit précédemment, et en particulier ils actionnent des piles électriques 218,219 des moyens de déplacement 209 en réponse à un signal de commande en provenance d'un émetteur de signal sans fil 43,44 externe au dispositif (représenté sur la figure 3). Le dispositif d'injection 201 comprend en outre dans l'enceinte 2, de préférence sur le support inférieur 204, un moyen de temporisation 221 qui définit une durée d'injection prédéterminée en fonction du volume de médicament à injecter dans le réservoir 203, ainsi qu'un récepteur-émetteur de signal sans fil 220 apte à recevoir un signal en provenance du moyen de temporisation 221 et à transmettre un signal de fin d'injection aux modules de radio-identification 214,215.
De manière similaire aux moyens de déplacement 9 au dispositif 1 , les moyens de déplacement 209 comprennent un ensemble de plots 222,224 et de tubes creux 223,225 correspondants disposés respectivement sur le support intermédiaire 216, le support supérieur 217 et le couvercle 6 de l'enceinte 2, les ressorts supérieurs 21 1 étant fixés entre les supports 216 et 217 de sorte à encercler les plots inférieurs 222 et les tubes creux inférieurs 223. L'utilisation du dispositif 201 est ensuite analogue à l'utilisation du dispositif 1 décrit précédemment. Un signal de commande est envoyé par un émetteur 43,44 sélectivement à l'un des récepteurs-émetteurs 214, 314, 414 (non montré), 514 (non montré) correspondant respectivement à l'un des réservoirs 203, 303, 403, 503, par exemple le récepteur 214 associé au réservoir 203. Le dispositif de déplacement associé 209 provoque alors la sortie des aiguilles 207 de l'enceinte 2 et une injection de la substance contenue dans le réservoir 203 se produit comme décrit plus haut en correspondance avec le dispositif d'injection 1. On peut bien évidemment aussi prévoir avec le dispositif d'injection 201 une injection sélective simultanée de deux ou plusieurs substances contenues dans deux réservoirs ou plus en envoyant un signal de commande à deux ou plusieurs récepteurs-émetteurs correspondants.
Le dispositif miniaturisé selon l'invention peut également servir de dispositif de prélèvement sanguin par exemple en vue d'analyses subséquentes.

Claims

REVENDICATIONS
1/ Dispositif d'injection ou de prélèvement miniaturisé à usage médical comprenant une enceinte (2) allongée s'étendant selon une certaine direction axiale (A), au moins une aiguille (7,107A,207) mobile dans l'enceinte (2) selon ladite direction axiale (A) entre une position de retrait dans l'enceinte et une position saillante hors de l'enceinte, une pompe (8,108A,208) mobile avec l'aiguille dans l'enceinte selon ladite direction axiale et adaptée pour faire circuler une substance médicamenteuse à injecter ou une substance à prélever entre un réservoir (3,103A,203) et l'aiguille (7,107A,207), et des moyens de déplacement (9,209) adaptés pour déplacer ladite aiguille selon ladite direction axiale, caractérisé en ce qu'il comprend en outre dans l'enceinte un récepteur de signal sans fil (14,15,214,215) qui en réponse à la réception d'un signal de commande actionne les moyens de déplacement (9,209) pour déplacer l'aiguille de la position de retrait vers la position saillante et en ce qu'il est prévu en outre un commutateur (35) apte à commuter pour actionner la pompe (8,108A,208) en réponse à un certain déplacement de l'aiguille dans l'enceinte (2) selon ladite direction axiale (A).
2/ Dispositif selon la revendication 1 , dans lequel lesdits moyens de déplacement (9,209) sont agencés pour déplacer ladite aiguille (7,107A,207) dans un sens ou dans l'autre selon ladite direction axiale (A), et dans lequel il est prévu un moyen de temporisation (21 ,221 ) qui actionne lesdits moyens de déplacement (9,209) pour déplacer l'aiguille (7,107A,207) de ladite position saillante vers la position de retrait après une certaine durée de fonctionnement de la pompe.
3/ Dispositif selon la revendication 1 ou 2, dans lequel lesdits moyens de déplacement (9,209) comprennent des ressorts de rappel (1 1 ,13,21 1 ,213). 4/ Dispositif selon la revendication 3, dans lequel lesdits ressorts de rappel comprennent un premier ressort (11 ,21 1 ) doté d'une première constante de raideur (K1 ) qui se détend pour déplacer ladite aiguille (7,107A,207) vers sa position saillante en même temps qu'il comprime un second ressort (13,213) doté d'une deuxième constante de raideur (K2) inférieure à ladite première constante de raideur (K1 ), lequel second ressort (13,213) est détendu pour déplacer ladite aiguille (7,107A,207) de ladite position saillante vers ladite position de retrait.
5/ Dispositif selon l'une des revendications précédentes, comprenant un premier émetteur de signal sans fil (43,44) disposé en dehors de l'enceinte (2) et adapté pour émettre ledit signal de commande destiné au récepteur de signal sans fil (14,15,214,215).
6/ Dispositif selon la revendication 5, dans lequel l'émetteur est disposé dans un implant intradermique (43).
7/ Dispositif selon l'une des revendications 5 et 6, dans lequel l'émetteur (43,44) comprend un capteur chimique.
8/ Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel lesdits moyens de déplacement (9,209) comprennent en outre un moyen de verrouillage (10) de la position de l'aiguille (7,107A,207) selon ladite direction axiale (A), ce moyen de verrouillage étant à base d'un matériau à mémoire de forme excité par une pile électrique (18,19,218,219).
9/ Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel ledit récepteur (14,15,214,215) est un récepteur RFID.
10/ Dispositif selon l'une des revendications précédentes, comprenant une alarme (38) qui est actionnée par ledit récepteur (14,15,214,215) en réponse à la réception dudit signal de commande. 1 1/ Dispositif selon la revendication 10, dans lequel l'alarme est transmise par un second émetteur de signal sans fil (38) disposé dans l'enceinte.
12/ Vêtement comprenant un logement (41 ) destiné à venir en contact avec une partie corporelle d'un individu portant le vêtement (40) et un dispositif (1 ,101 ,201 ) selon l'une des revendications 1 à 1 1 disposé dans ledit logement (41 ) du vêtement de telle manière à ce qu'en position saillante, l'aiguille (7,107A,207) du dispositif (1 ,101 ,201 ) pénètre dans le corps de l'individu (42).
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