FR3095950A1 - Dispositif chauffant implantable - Google Patents

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Abstract

L’invention concerne un dispositif chauffant implantable comprenant : un canal principal (1) tubulaire en matériau électriquement conducteur, des premier et deuxième organes (2, 3) de conduction électrique, chaque organe (2, 3) comprenant : un corps (21, 31) électriquement conducteur incluant une extrémité proximale raccordée à un générateur de courant, et une tête (22, 32) électriquement conductrice à une extrémité distale du corps, la tête (22, 32) étant logée dans le canal principal (1), chaque tête (22, 32) étant en contact électrique avec une face interne du canal principal (1), remarquable en ce que le deuxième organe (3) est déplaçable en translation le long du canal principal (1) de sorte à faire varier la distance entre la tête (22) du premier organe de conduction (2) et la tête (32) du deuxième organe de conduction (3). Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 1

Description

DISPOSITIF CHAUFFANT IMPLANTABLE
La présente invention concerne le domaine technique des dispositifs destinés à être implantés dans une zone sous-cutanée du corps d'un patient humain ou animal.
Plus précisément, l’invention concerne le domaine technique des dispositifs implantables pour l’administration de calories – en particulier de chaleur sèche – dans une collection liquidienne, une cavité, un tissu ou un vaisseau humain ou animal.
ARRIERE PLAN DE L'INVENTION
Dans le cadre de la détection et/ou du traitement de tumeurs cancéreuses, différentes techniques impliquant l’insertion d’une aiguille ou d’un cathéter au niveau de la tumeur à détecter/traiter ont déjà été proposées.
Par exemple, lorsqu’une tumeur est mise en évidence par des examens d’imagerie, il est nécessaire d’en prélever un échantillon pour l’analyser. Cette biopsie est le seul moyen de connaître la nature précise de la lésion, afin de choisir la stratégie de traitement la plus adaptée. Ce prélèvement peut être réalisé à l’aide d’une aiguille ou d’un cathéter utilisés pour prélever un échantillon de la tumeur.
Une fois la nature de la tumeur identifiée, certaines techniques – telles que l’hyperthermie magnétique – proposent l’injection d’une substance liquide au sein de la tumeur cancéreuse pour améliorer l’efficacité des traitements ultérieurs – tels que l’application d'un champ magnétique ou d’ultrasons focalisés ou de rayons ionisants. Là encore, l’injection de la substance liquide peut être réalisée à l’aide d’une aiguille ou d’un cathéter.
Un inconvénient associé à l’introduction d’une aiguille ou d’un cathéter dans la tumeur à diagnostiquer/traiter concerne le risque de formation de tumeurs secondaires par dissémination de cellules cancéreuses. En effet, lors du retrait de l’aiguille ou du cathéter, il y a un risque pour que des cellules contenues dans la tumeur se détachent de celle-ci, empruntent la circulation sanguine et la circulation lymphatique pour migrer dans d'autres endroits du corps du patient, se multiplient et forment des tumeurs secondaires.
Un but de la présente invention est de proposer un dispositif permettant de remédier aux inconvénients précités.
En particulier, un but de la présente invention est de proposer un dispositif chauffant implantable permettant de limiter les risques de dissémination des cellules contenues dans une tumeur lors de l’extraction d’une aiguille ou d’un cathéter insérés dans la tumeur.
BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION
A cet effet, l’invention propose un dispositif chauffant implantable comprenant :
un canal principal tubulaire en matériau électriquement conducteur,
des premier et deuxième organes de conduction électrique, chaque organe comprenant :
  • un corps électriquement conducteur incluant une extrémité proximale raccordée à un générateur de courant, et
  • une tête électriquement conductrice à une extrémité distale du corps, la tête étant logée dans le canal principal, chaque tête étant en contact électrique avec une face interne du canal principal,
remarquable en ce que le deuxième organe est déplaçable en translation le long du canal principal de sorte à faire varier la distance entre la tête du premier organe de conduction et la tête du deuxième organe de conduction.
Des aspects préférés mais non limitatifs du dispositif implantable selon l’invention sont les suivants :
chaque tête peut comprendre un élément de placage pour assurer la mise en contact de l’organe de conduction avec la face interne du canal principal ;
chaque organe de conduction peut comprendre un fil électriquement conducteur, la tête de chaque organe de conduction étant constituée d’une boucle formée à l’une des extrémités du fil électriquement conducteur, la portion dépourvue de boucle constituant le corps de l’organe de conduction ;
le fil électriquement conducteur peut être constitué dans un alliage de cuivre et de béryllium ;
le dispositif chauffant peut comprendre en outre un capteur de température pour mesurer la température d’une portion du canal principal s’étendant entre les têtes des premier et deuxième organes de conduction ;
le corps du deuxième organe de conduction peut comprendre des moyens repère de positionnement, tels qu’un dessin imprimé sur sa face externe ;
le dispositif chauffant peut comprendre en outre un capuchon isolant électriquement disposé à l’extrémité libre du canal principal ;
le canal principal peut comprendre une couche de matériau biocompatible, isolant électriquement, et conducteur thermiquement s’étendant sur sa face externe ;
chaque organe de conduction peut comprendre une gaine électriquement isolante recouvrant le corps ;
le diamètre du canal principal peut être compris entre 0.2 et 0.8 millimètre, préférentiellement de l’ordre de 0.5 millimètre.
D'autres avantages et caractéristiques du dispositif selon l’invention ressortiront mieux de la description qui va suivre de plusieurs variantes d’exécution, données à titre d'exemples non limitatifs, à partir des dessins annexés sur lesquels :
est un schéma de principe du dispositif implantable selon l’invention,
est une représentation schématique du principe de fonctionnement du dispositif implantable,
est une représentation schématique d’un mode de réalisation du dispositif implantable selon une première configuration,
est une représentation schématique du mode de réalisation du dispositif implantable selon la figure 3 selon une deuxième configuration.
On va maintenant décrire différents exemples de réalisation de l’invention en référence aux figures. Dans ces différentes figures, les éléments équivalents sont désignés par la même référence numérique.
En référence à la figure 1, le dispositif implantable comprend :
un canal principal tubulaire 1,
des premier et deuxième organes de conduction électrique 2, 3 s’étendant à l’intérieur du canal principal tubulaire 1.
Les extrémités des premier et deuxième organes de conduction 2, 3 sont en contact avec la face interne du canal principal tubulaire 1. Les organes de conduction 2, 3 permettent d’alimenter le canal principal 1 en courant électrique I afin d’induire son échauffement dans une zone d’échauffement située entre lesdites extrémités des premier et deuxième organes de conduction 2, 3.
Avantageusement et comme il sera décrit plus en détails dans la suite, le deuxième organe de conduction 3 est déplaçable en translation à l’intérieur du canal principal tubulaire 1. Ceci permet de faire varier la longueur de la zone d’échauffement, afin de la faire correspondre par exemple à la longueur d’aiguille insérée dans un tissu à diagnostiquer ou à traiter.
1. Canal principal
Le canal principal 1 constitue l’élément chauffant du dispositif implantable.
Le canal principal 1 est réalisé dans un matériau électriquement conducteur et présente une résistivité non nulle – de préférence supérieure à 20 µΩ.cm – de sorte à favoriser son échauffement lorsqu’il est traversé par un courant électrique I.
Bien entendu, différents matériaux peuvent être utilisés pour constituer le canal principal 1 en fonction de la résistivité souhaitée, afin de conférer au canal principal 1 un caractère plus ou moins chauffant dépendant de la nature de la zone à traiter. Par exemple, le canal principal 1 peut être réalisé dans un matériau choisi dans le groupe comprenant l'acier, l'inox, le nitinol ou le titane.
Le canal principal 1 est un tube creux pouvant présenter différentes formes en section (circulaire, carrée, etc.). Les dimensions en section du canal principal 1 sont prévues suffisamment faibles pour permettre son incorporation dans la conduite d’une aiguille ou d’un cathéter, et/ou dans l’organisme – en particulier dans les vaisseaux ou les tissus. En pratique, dans le cas d’un canal principal 1 de section circulaire, le diamètre du canal principal 1 peut être compris entre 0.2 et 0.8 mm, préférentiellement de l’ordre de 0.5 mm.
Le canal principal 1 peut être rigide ou flexible en fonction de l’application visée. Par exemple, la rigidité à la flexion du canal principal 1 peut être comprise entre 1 et 100kg.cm2.
Avantageusement, la face externe du canal principal 1 peut être recouverte d’une couche de matériau biocompatible, isolant électriquement, et conducteur thermiquement. Par exemple, la couche de matériau isolant électriquement peut être réalisée dans un matériau choisi dans le groupe comprenant le polyimide, le Polytétrafluoroéthylène (ou PTFE) – avantageusement PTFE expansé thermo-rétractable – tel que le téflon® ou l’alumine. Ceci permet de limiter les risques d’électrocution du patient lors de l’application d’un courant électrique I.
Le dispositif implantable peut également comprendre un capuchon 4 isolant électriquement disposé à l’extrémité libre du canal principal 1 (i.e. extrémité destinée à être implantée). Ceci permet de limiter les risques d’électrocution du patient lors de l’application d’un courant électrique I une fois le dispositif implanté. Ce capuchon 4 est par exemple un élément d'extrémité thermo-rétractable tel qu’un manchon rétractable à chaud en matière plastique.
2. Organe de conduction électrique
Les organes de conduction électrique 2, 3 permettent de relier électriquement le canal principal 1 à un générateur de courant 5 distant.
De manière générale, le générateur 5 peut se présenter sous la forme d'un générateur électrochimique, qui présente l'avantage d'être autorégulé en courant et en tension, donc en puissance, éliminant tout danger pour l'organisme sans recours à un système électronique complexe. Le générateur électrochimique présente également l'intérêt d'avoir un rapport poids/énergie bien supérieur aux autres systèmes autonomes pour un coût de revient très faible par intervention. Le générateur 5 est par exemple constitué d’une (ou plusieurs) pile(s) alcaline(s) – tel qu’une (des) pile(s) 3LR12 de tension 4.5V et de capacité minium 5.4Ah.
En référence à la figure 2, lorsque les premier et deuxième organes de conduction 2, 3 sont raccordés électriquement au générateur 5, le courant électrique I circule dans une portion 11 du canal principal 1 située entre les régions de contact du canal principal 1 avec les premier et deuxième organes de conduction 2, 3.
Cette circulation de courant électrique I au travers de la portion 11 du canal principal 1 (qui constitue la« zone d’échauffement »du canal principal 1) induit son échauffement thermique. Lorsque le dispositif implantable est inséré dans une aiguille, la chaleur produite au niveau de la portion 11 du canal principal 1 est transmise par diffusion thermique à l’aiguille.
La chaleur transmise à l’aiguille permet de détruire les cellules en contact avec l’aiguille lorsque celle-ci est insérée dans une tumeur par exemple.
On limite ainsi le risque de dissémination des cellules contenues dans une tumeur lors de l’extraction de l’aiguille.
Chaque organe de conduction électrique 2, 3 comprend :
un corps 21, 31 dont l’extrémité proximale est destinée à être connectée à une borne de connexion respective du générateur 5, et
une tête 22, 32 montée à l’extrémité distale du corps 21, 31 (opposée à l’extrémité proximale), et destinée à venir en contact avec la face interne du canal principal 1.
2.1. Corps
Le corps 21, 31 de chaque organe de conduction 2, 3 comprend une âme électriquement conductrice recouverte d’une gaine électriquement isolante. Ceci permet de limiter les risques de court-circuit entre les corps 21, 31 des deux organes de conduction 2, 3, ceux-ci étant logés dans le canal principal 1 et étant susceptibles de venir en contact l’un avec l’autre.
L’extrémité proximale du corps 21, 31 est dépourvue de gaine électriquement isolante pour permettre sa mise en contact électrique avec l’une des bornes (borne positive ou borne négative) du générateur 5. Bien entendu, l’extrémité proximale du corps 21, 31 peut comprendre un élément de raccordement pour faciliter la connexion de l’organe de conduction 2, 3 au générateur 5.
Par ailleurs, le corps 31 du deuxième organe de conduction 3 peut comprendre des moyens repère de positionnement – tels qu’un dessin de graduation imprimé sur sa face externe – permettant de donner à l’utilisateur une indication sur la distance entre la tête 22 du premier organe de conduction 2 et la tête 32 du deuxième organe de conduction 3, cette distance définissant la longueur de la zone d’échauffement du canal principal 1.
2.2. Tête
La tête 22, 32 de chaque organe de conduction 2, 3 comprend un élément de placage 23, 33 permettant d’assurer la mise en contact de l’organe de conduction 2, 3 avec la face interne du canal principal 1.
La tête 22, 32 de chaque organe de conduction 2, 3 peut être partiellement recouverte d’une couche de matériau isolant électriquement. Dans ce cas, les portions de la tête 22, 32 destinées à venir en contact avec la face interne du canal principal 1 sont dépourvues de matériau isolant électriquement, afin d’assurer le passage du courant électrique I entre l’organe de connexion 2, 3 et le canal principal 1.
Avantageusement, le deuxième organe de conduction 3 est déplaçable en translation le long du canal principal 1. Ceci permet de faire varier la longueur de la portion 11 de canal principal 1 à travers laquelle le courant électrique I est apte à circuler, et donc la longueur de la zone d’échauffement.
2.3. Principe de fonctionnement
En référence à la figure 2, le principe de fonctionnement du dispositif implantable est le suivant.
Préalablement à l’extraction de l’aiguille (ou du cathéter) insérée dans une tumeur, l’utilisateur détermine la longueur d’aiguille contenue dans la tumeur, par exemple à l’aide de moyens d’imagerie.
L’utilisateur déplace le deuxième organe de conduction 3, par exemple en tirant sur le corps 31 du deuxième organe de conduction 3. La tête 32 du deuxième organe de conduction 3 se déplace en translation le long du canal principal 1. Au fur et à mesure du déplacement de la tête 32, l’utilisateur estime la distance entre les têtes 22, 32 des premier et deuxième organes de conduction 2, 3 (par exemple en observant les moyens repère de positionnement imprimés sur la face externe du corps 31 du deuxième organe de conduction 3). Tout au long du déplacement du deuxième organe de conduction 3, l’élément de placage 33 assure la mise en contact de la tête 32 avec la face interne du canal principal 1.
Lorsque la distance entre les têtes 22, 32 des premier et deuxième organes de conduction 2, 3 correspond à la longueur d’aiguille insérée dans la tumeur, l’utilisateur cesse de déplacer le deuxième organe de conduction 3.
L’utilisateur insère ensuite le dispositif implantable dans le conduit de l’aiguille de sorte que l’extrémité du dispositif implantable coïncide avec l’extrémité de l’aiguille.
L’utilisateur raccorde les premier et deuxième organes de conduction 2, 3 au générateur 5 et active le générateur 5. Le courant électrique I circule à travers les premier et deuxième organes de conduction 2, 3, et la portion 11 de canal principal 1 située entre les têtes 22, 32 des premier et deuxième organes de conduction 2, 3. En traversant la portion 11 de canal principal 1, le courant électrique I induit un échauffement de la zone d’échauffement.
La chaleur produite au niveau de la zone d’échauffement est transmise à l’aiguille qui est en contact thermique avec le canal principal 1. Cette chaleur permet de détruire toutes les cellules en contact avec la face externe de l’aiguille.
L’utilisateur peut alors retirer l’aiguille de la tumeur sans risquer de disséminer des cellules contenues dans la tumeur.
3. Exemple de réalisation
En référence aux figures 3 et 4, on a illustré une variante de réalisation du dispositif implantable selon l’invention.
Dans cette variante de réalisation, chaque organe de conduction 2, 3 comprend un fil électriquement conducteur. Plus précisément, la tête 22, 32 de chaque organe de conduction 2, 3 est constituée d’une boucle formée à l’une des extrémités du fil électriquement conducteur, la portion dépourvue de boucle constituant le corps 21, 31 de l’organe de conduction 2, 3.
Avantageusement, le fil électriquement conducteur est constitué dans un alliage de cuivre et de béryllium. Ceci permet de conférer à la boucle une plus grande élasticité afin de garantir le contact entre la boucle de fil électriquement conducteur et la face interne du canal principal 1. Bien entendu, d’autres alliages conférant des propriétés élastiques au fil électriquement conducteur peuvent être utilisés.
Comme représenté sur les figures 3 et 4, le fait de tirer sur le fil électriquement conducteur formant le deuxième organe de conduction 3 permet de faire varier la longueur de la portion 11 du canal principal 1 à travers laquelle le courant électrique I est apte à circuler (et donc la longueur de la zone d’échauffement) afin de la faire correspondre à la longueur d’aiguille insérée dans la tumeur (ou le tissu, etc.).
L’homme du métier appréciera que le dispositif implantable peut comprendre un capteur de température 6 fournissant à l’utilisateur une information sur la température de la zone d’échauffement du canal principal 1. Ceci permet à l’utilisateur de vérifier le bon fonctionnement du dispositif implantable préalablement à l’extraction de l’aiguille (ou du cathéter) insérée dans la tumeur (ou le tissu ou la cavité, etc.). La température mesurée peut être affichée sur des moyens d’affichage tels qu’un écran (non représenté).
Le lecteur aura compris que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l’invention décrite précédemment sans sortir matériellement des nouveaux enseignements et des avantages décrits ici.
Par exemple, dans les modes de réalisation décrits précédemment, le dispositif implantable était insérable dans le corps creux d’une aiguille ou d’un cathéter. En variante, le dispositif chauffant selon l’invention peut être directement intégré à l’aiguille ou au cathéter. Dans ce cas, le canal principal du dispositif est constitué par l’aiguille ou le cathéter (ou une portion distale de l’aiguille ou du cathéter).
De plus, le dispositif implantable peut être utilisé pour d’autres applications – comme par exemple l’hémostase préventive ou curative d’un tissu humain ou animal ou la thermo-nécrose (i.e. traitement des tumeurs et traitement des troubles du rythme par destruction focalisée du faisceau de HIS) ou la thermo-fibrose (i.e. traitement des varices, y compris hémorroïdes) ou tout autre type de traitement par hyperthermie (pour l’augmentation des défenses naturelles ou des défenses induites par des médicaments) – pour lequel la longueur de la zone d’échauffement doit être adaptée.
Par conséquent, toutes les modifications de ce type sont destinées à être incorporées à l’intérieur de la portée des revendications jointes.

Claims (10)

  1. Dispositif chauffant implantable comprenant :
    • Un canal principal (1) tubulaire en matériau électriquement conducteur,
    • Des premier et deuxième organes (2, 3) de conduction électrique, chaque organe (2, 3) comprenant :
      • un corps (21, 31) électriquement conducteur incluant une extrémité proximale raccordée à un générateur de courant (5), et
      • une tête (22, 32) électriquement conductrice à une extrémité distale du corps, la tête (22, 32) étant logée dans le canal principal (1), chaque tête (22, 32) étant en contact électrique avec une face interne du canal principal (1),
    caractérisé en ce que le deuxième organe (3) est déplaçable en translation le long du canal principal (1) de sorte à faire varier la distance entre la tête (22) du premier organe de conduction (2) et la tête (32) du deuxième organe de conduction (3).
  2. Dispositif chauffant selon la revendication 1, dans lequel chaque tête (22, 32) comprend un élément de placage (23, 33) pour assurer la mise en contact de l’organe de conduction (2, 3) avec la face interne du canal principal (1).
  3. Dispositif chauffant selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2, dans lequel chaque organe de conduction (2, 3) comprend un fil électriquement conducteur, la tête (22, 32) de chaque organe de conduction (2, 3) étant constituée d’une boucle formée à l’une des extrémités du fil électriquement conducteur, la portion dépourvue de boucle constituant le corps (21, 31) de l’organe de conduction (2, 3).
  4. Dispositif chauffant selon la revendication 3, dans lequel le fil électriquement conducteur est constitué dans un alliage de cuivre et de béryllium.
  5. Dispositif chauffant selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, lequel comprend en outre un capteur de température pour mesurer la température d’une portion (11) du canal principal (1) s’étendant entre les têtes (22, 32) des premier et deuxième organes de conduction (2, 3).
  6. Dispositif chauffant selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le corps du deuxième organe de conduction comprend des moyens repère de positionnement, tels qu’un dessin imprimé sur sa face externe.
  7. Dispositif chauffant selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, lequel comprend en outre un capuchon (4) isolant électriquement disposé à l’extrémité libre du canal principal (1).
  8. Dispositif chauffant selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel le canal principal (1) comprend une couche de matériau biocompatible, isolant électriquement, et conducteur thermiquement s’étendant sur sa face externe.
  9. Dispositif chauffant selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel chaque organe de conduction (2, 3) comprend une gaine électriquement isolante recouvrant le corps (21, 31).
  10. Dispositif chauffant selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel le diamètre du canal principal (1) est compris entre 0.2 et 0.8 millimètre, préférentiellement de l’ordre de 0.5 millimètre.
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