FR3138042A1 - Implantable illumination probe - Google Patents

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FR3138042A1
FR3138042A1 FR2207399A FR2207399A FR3138042A1 FR 3138042 A1 FR3138042 A1 FR 3138042A1 FR 2207399 A FR2207399 A FR 2207399A FR 2207399 A FR2207399 A FR 2207399A FR 3138042 A1 FR3138042 A1 FR 3138042A1
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FR
France
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housing
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radioluminescent
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layer
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FR2207399A
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French (fr)
Inventor
Pierre Bleuet
Nelly SCHEIBEL
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Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
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Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
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Abstract

L’invention concerne une sonde (1) d'illumination destinée à être implantée dans un être vivant, comprenant : Un boîtier (3) creux comprenant une paroi (30) ayant une face interne et une face externe, dans lequel est placée une source lumineuse apte à émettre un rayonnement lumineux, ledit boîtier (3) comprenant une sortie (31) par laquelle ledit rayonnement lumineux est collecté,Un guide d'onde (10) allongé présentant une extrémité proximale connectée sur ladite sortie (31) du boîtier pour collecter le rayonnement lumineux émis par la source lumineuse et au moins une partie implantable réalisée en matériau transparent, fermée de manière hermétique et se terminant par une extrémité distale destinée à venir au plus près des tissus (2) à traiter,La source lumineuse comportant au moins une source radioluminescente (4) apte à émettre ledit rayonnement lumineux à l'intérieur du boîtier (3). Figure à publier avec l'abrégé : Figure 1The invention relates to an illumination probe (1) intended to be implanted in a living being, comprising: A hollow housing (3) comprising a wall (30) having an internal face and an external face, in which a source is placed light capable of emitting light radiation, said housing (3) comprising an outlet (31) through which said light radiation is collected, An elongated waveguide (10) having a proximal end connected to said outlet (31) of the housing for collect the light radiation emitted by the light source and at least one implantable part made of transparent material, closed in a hermetic manner and ending in a distal end intended to come as close as possible to the tissues (2) to be treated, The light source comprising at least one radioluminescent source (4) capable of emitting said light radiation inside the housing (3). Figure to be published with the abstract: Figure 1

Description

Sonde d'illumination implantableImplantable illumination probe Domaine technique de l'inventionTechnical field of the invention

La présente invention se rapporte à une sonde d'illumination destinée à être implantée au moins en partie dans un être vivant pour illuminer au moins une zone interne de l'être vivant.The present invention relates to an illumination probe intended to be implanted at least partly in a living being to illuminate at least one internal zone of the living being.

Etat de la techniqueState of the art

Pour le traitement de certaines pathologies d'un être vivant, il a été imaginé d'aller stimuler de manière optique une zone interne d'un être vivant. Pour cela, les dispositifs utilisés comportent une source de lumière et sont implantés au moins en partie ou totalement dans l'être vivant pour aller illuminer la zone souhaitée.For the treatment of certain pathologies of a living being, it has been imagined to optically stimulate an internal area of a living being. For this, the devices used include a light source and are implanted at least partially or completely in the living being to illuminate the desired area.

On s'est notamment aperçu de l'intérêt de tels dispositifs pour illuminer/irradier certaines zones du cerveau humain.In particular, we have noticed the benefit of such devices for illuminating/irradiating certain areas of the human brain.

Cependant, compte-tenu des risques liés à leur implantation dans le cerveau, ces dispositifs doivent être parfaitement conçus.However, given the risks associated with their implantation in the brain, these devices must be perfectly designed.

La demande de brevetUS2017281928A1et le brevetUS10213596B2décrivent des dispositifs d’illumination implantables comprenant un générateur d’impulsions (IPG pour "Implantable Pulse Generator") qui alimente une source lumineuse et une sonde comportant un guide lumière, en général une fibre optique, chargé d’amener un faisceau lumineux vers la zone à traiter. La demande de brevetEP3723851A1apporte également certaines améliorations aux systèmes connus.Patent application US2017281928A1 and patent US10213596B2 describe implantable illumination devices comprising a pulse generator (IPG for “Implantable Pulse Generator”) which powers a light source and a probe comprising a light guide, generally an optical fiber, responsible for bringing a light beam to the area to be treated. Patent application EP3723851A1 also provides certain improvements to known systems.

Les solutions antérieures présentent cependant plusieurs inconvénients parmi lesquels :Previous solutions, however, have several drawbacks, including:

  • Le principe d'installation est assez lésionnel pour le patient : il faut faire une première implantation en sous-claviculaire pour positionner la batterie, glisser le câble en sous-cutanée sur une grande distance, faire un logement conséquent dans la boite crânienne pour la source laser, et glisser la fibre optique dans un cathéter inséré dans la boite crânienne.The installation principle is quite damaging for the patient: it is necessary to make a first subclavicular implantation to position the battery, slide the cable subcutaneously over a long distance, make a substantial accommodation in the cranium for the source laser, and slide the optical fiber into a catheter inserted into the skull.
  • L'émission de la lumière est principalement localisée en bout de fibre, ce qui ne permet pas facilement d’illuminer une zone plus étendue.The light emission is mainly localized at the end of the fiber, which does not easily illuminate a larger area.
  • La batterie du dispositif doit être rechargée régulièrement pour maintenir la sonde en fonctionnement.The device battery must be recharged regularly to keep the probe operating.

Le but de l'invention est de proposer une sonde d'illumination implantable, dont la mise en place est moins complexe et moins invasive pour le patient que les solutions antérieures, dans laquelle l'émission de lumière peut être réalisée sur une zone étendue et qui ne nécessite pas une charge régulière de batterie.The aim of the invention is to propose an implantable illumination probe, the installation of which is less complex and less invasive for the patient than previous solutions, in which the emission of light can be carried out over a large area and which does not require regular battery charging.

Ce but est atteint par une sonde d'illumination destinée à être implantée dans un être vivant, comprenant :This goal is achieved by an illumination probe intended to be implanted in a living being, comprising:

  • Un boîtier creux comprenant une paroi ayant une face interne et une face externe, dans lequel est placée une source lumineuse apte à émettre un rayonnement lumineux, ledit boîtier comprenant une sortie par laquelle ledit rayonnement lumineux est collecté,A hollow housing comprising a wall having an internal face and an external face, in which is placed a light source capable of emitting light radiation, said housing comprising an outlet through which said light radiation is collected,
  • Un guide d'onde allongé présentant une extrémité proximale connectée sur ladite sortie du boîtier pour collecter le rayonnement lumineux émis par la source lumineuse et au moins une partie implantable réalisée en matériau transparent, fermée de manière hermétique et se terminant par une extrémité distale destinée à venir au plus près des tissus à traiter,An elongated waveguide having a proximal end connected to said outlet of the housing to collect the light radiation emitted by the light source and at least one implantable part made of transparent material, closed in a hermetic manner and ending in a distal end intended to come as close as possible to the tissues to be treated,
  • La source lumineuse comportant au moins une source radioluminescente apte à émettre ledit rayonnement lumineux à l'intérieur du boîtier.The light source comprising at least one radioluminescent source capable of emitting said light radiation inside the housing.

Selon une particularité, la source radioluminescente se présente sous la forme d'une capsule logée à l'intérieur dudit boîtier et la face interne de la paroi du boîtier est recouverte d'une couche réfléchissante.According to one particular feature, the radioluminescent source is in the form of a capsule housed inside said housing and the internal face of the wall of the housing is covered with a reflective layer.

Selon un mode de réalisation particulier, la capsule comporte une enveloppe fermée de manière hermétique, logeant une source radioactive sous forme gazeuse et dotée d'au moins une couche à exciter d'au moins un matériau radioluminescent déposée sur une surface exposée à ladite source radioactive.According to a particular embodiment, the capsule comprises a hermetically closed envelope, housing a radioactive source in gaseous form and provided with at least one layer to be excited of at least one radioluminescent material deposited on a surface exposed to said radioactive source .

Selon un autre mode de réalisation particulier, la capsule comporte une enveloppe fermée de manière hermétique et logeant une matrice solide poreuse dont les pores définissent une surface portant une couche d'au moins un matériau radioluminescent exposée à ladite source radioactive.According to another particular embodiment, the capsule comprises an envelope closed in a hermetic manner and housing a porous solid matrix whose pores define a surface carrying a layer of at least one radioluminescent material exposed to said radioactive source.

Selon une autre variante de réalisation, la source radioluminescente comporte un dépôt d'une couche d'un matériau radioluminescent réalisé sur la face interne de la paroi du boîtier et une source radioactive sous forme gazeuse enfermée dans ledit boîtier.According to another alternative embodiment, the radioluminescent source comprises a deposit of a layer of a radioluminescent material produced on the internal face of the wall of the housing and a radioactive source in gaseous form enclosed in said housing.

Selon une particularité, la source radioluminescente comporte une source radioactive implantée dans ladite paroi du boîtier et un dépôt d'une couche d'un matériau radioluminescent réalisé sur la face interne de la paroi du boîtier et exposé à ladite source radioactive.According to one particular feature, the radioluminescent source comprises a radioactive source implanted in said wall of the housing and a deposit of a layer of a radioluminescent material produced on the internal face of the wall of the housing and exposed to said radioactive source.

Selon une autre particularité, le matériau radioluminescent est un luminophore, un scintillateur ou un matériau semi-conducteur basé sur une croissance par épitaxie, ou sur des boites quantiques.According to another particularity, the radioluminescent material is a phosphor, a scintillator or a semiconductor material based on growth by epitaxy, or on quantum dots.

Selon une autre particularité, la sonde comporte une couche d'un matériau diélectrique déposée sous la source radioluminescente.According to another particularity, the probe comprises a layer of a dielectric material deposited under the radioluminescent source.

Selon une autre particularité, la couche de matériau radioluminescent est nanostructurée.According to another particularity, the layer of radioluminescent material is nanostructured.

Selon une autre particularité, la source radioluminescente comporte des boîtes quantiques fluorescentes.According to another particularity, the radioluminescent source comprises fluorescent quantum dots.

Selon une autre particularité, la source radioactive est à base de tritium.According to another particularity, the radioactive source is based on tritium.

Brève description des figuresBrief description of the figures

D'autres caractéristiques et avantages vont apparaître dans la description détaillée qui suit faite en regard des dessins annexés dans lesquels :Other characteristics and advantages will appear in the detailed description which follows with reference to the appended drawings in which:

  • La montre de manière schématique la sonde d'illumination conforme à l'invention et illustre son principe de fonctionnement ;There schematically shows the illumination probe according to the invention and illustrates its operating principle;
  • La montre de manière schématique le principe de réalisation d'une source radioluminescente pouvant être employée dans la sonde d'illumination de l'invention ;There schematically shows the principle of producing a radioluminescent source that can be used in the illumination probe of the invention;
  • Les figures 3A et 3B montrent deux variantes de réalisation du boîtier employé dans la sonde d'illumination de l'invention ;Figures 3A and 3B show two alternative embodiments of the housing used in the illumination probe of the invention;
  • Les figures 4A et 4B représentent deux variantes de réalisation de la paroi du boîtier qui est employé dans la sonde d'illumination de l'invention ;Figures 4A and 4B represent two alternative embodiments of the wall of the housing which is used in the illumination probe of the invention;

Description détaillée d'au moins un mode de réalisationDetailed description of at least one embodiment

L'invention vise une sonde 1 d'illumination implantable telle que représentée sur la .The invention relates to an implantable illumination probe 1 as shown in the .

La sonde 1 permet notamment de réaliser une illumination (par exemple dans le proche infra-rouge ou avec toute autre longueur d'onde selon le traitement envisagé – traitement type neuroprotection, optogénétique) des tissus 2 ciblés (par exemple SNc, hippocampe, striatum…) tout en minimisant les risques médicaux lors de son implantation. Elle peut servir en particulier dans le traitement de maladies neurodégénératives telles que la maladie de Parkinson, Alzheimer, Huntington...The probe 1 makes it possible in particular to achieve illumination (for example in the near infrared or with any other wavelength depending on the treatment envisaged – neuroprotection, optogenetic type treatment) of the targeted tissues 2 (for example SNc, hippocampus, striatum, etc.). ) while minimizing medical risks during its implantation. It can be used in particular in the treatment of neurodegenerative diseases such as Parkinson's disease, Alzheimer's disease, Huntington's disease, etc.

L’illumination des tissus 2 peut avoir différents objectifs selon l’application : neuroprotection, optogénétique, stimulation… Plusieurs cibles sont concernées, par exemple : la substance noire compacta (SNc) qui dégénère dans la maladie de Parkinson, l’hippocampe, principal noyau mis en cause dans le début de la maladie d’Alzheimer, le striatum pour la maladie d’Huntington.Tissue illumination 2 can have different objectives depending on the application: neuroprotection, optogenetics, stimulation, etc. Several targets are concerned, for example: the substantia nigra compacta (SNc) which degenerates in Parkinson's disease, the hippocampus, the main nucleus implicated in the onset of Alzheimer's disease, the striatum for Huntington's disease.

L'invention utilise le principe de la radioluminescence. La radioluminescence est une forme de luminescence produite par la désintégration radioactive d'un corps (phénomène permanent ne nécessitant pas de source d'énergie externe). Elle est mise en œuvre en exposant un matériau radioluminescent à une source radioactive.The invention uses the principle of radioluminescence. Radioluminescence is a form of luminescence produced by the radioactive disintegration of a body (a permanent phenomenon that does not require an external energy source). It is implemented by exposing a radioluminescent material to a radioactive source.

La luminescence regroupe la fluorescence (phénomène de désexcitation radiatif à partir d’un état excité singulet) et la phosphorescence (phénomène de désexcitation radiatif à partir d’un état excité triplet). La longueur d’onde de la lumière émise dépend du matériau radioluminescent utilisé.Luminescence includes fluorescence (radiative de-excitation phenomenon from a singlet excited state) and phosphorescence (radiative de-excitation phenomenon from a triplet excited state). The wavelength of the emitted light depends on the radioluminescent material used.

Dans le cadre de l'invention, de manière non limitative, la source radioactive utilisée est avantageusement le tritium, qui peut être utilisé sous différentes formes.In the context of the invention, in a non-limiting manner, the radioactive source used is advantageously tritium, which can be used in different forms.

Pour rappel, le tritium est un radioisotope de l’hydrogène et se désintègre en donnant un atome d’hélium, un électron d’énergie moyenne 5.7 keV et un antineutrino, selon la relation suivante :As a reminder, tritium is a radioisotope of hydrogen and decays into a helium atom, an electron with an average energy of 5.7 keV and an antineutrino, according to the following relationship:

Le matériau radioluminescent employé peut être un scintillateur ou un luminophore, comme classiquement du sulfure de zinc qui émet dans le vert, ou alors un matériau semi-conducteur (matériau III-V, boites quantiques) dont la nature et la géométrie influent notamment sur la longueur d’onde d’émission. Lorsque l’électron produit lors de la désintégration interagit avec un tel matériau, celui-ci peut ainsi émettre de la lumière.The radioluminescent material used can be a scintillator or a phosphor, such as classically zinc sulphide which emits in the green, or a semiconductor material (III-V material, quantum dots) whose nature and geometry influence in particular the emission wavelength. When the electron produced during decay interacts with such a material, it can emit light.

L’objectif de l'invention est d’utiliser de manière optimale la lumière produite pour traiter des zones du cerveau.The aim of the invention is to optimally use the light produced to treat areas of the brain.

La sonde 1 implantable comporte un guide d'onde 10 se présentant sous la forme d’une tige allongée souple, présentant une extrémité proximale, par exemple située à l'extérieur de l'être vivant et une extrémité distale destinée à être au plus proche des tissus à traiter. Son extrémité distale présente avantageusement un profil atraumatique. Le guide d'onde 10 est choisi suffisamment long pour que son extrémité distale puisse atteindre la zone d’intérêt à traiter dans le corps (par exemple une zone dans le cerveau).The implantable probe 1 comprises a waveguide 10 in the form of a flexible elongated rod, having a proximal end, for example located outside the living being and a distal end intended to be as close as possible to tissues to be treated. Its distal end advantageously has an atraumatic profile. The waveguide 10 is chosen sufficiently long so that its distal end can reach the area of interest to be treated in the body (for example an area in the brain).

Le guide d'onde présente avantageusement une section transversale circulaire. A titre d’exemple, le diamètre de la section du guide d'onde peut aller de 1 à 3 mm, préférentiellement 1.3 mm pour être compatible avec les outils standards utilisés en neurochirurgie.The waveguide advantageously has a circular cross section. For example, the diameter of the waveguide section can range from 1 to 3 mm, preferably 1.3 mm to be compatible with standard tools used in neurosurgery.

Le guide d'onde 10 peut se présenter sous la forme d'une fibre optique réalisée en silicone ou en polyuréthane.The waveguide 10 can be in the form of an optical fiber made of silicone or polyurethane.

La sonde 1 comporte également un boîtier 3 creux matérialisé par une paroi 30 présentant une face interne et une face externe. Le boîtier 3 est fermé de manière hermétique et comporte une sortie 31 sur laquelle le guide d'onde 10 vient se connecter, via son extrémité proximale.The probe 1 also comprises a hollow housing 3 materialized by a wall 30 having an internal face and an external face. The housing 3 is closed hermetically and has an outlet 31 to which the waveguide 10 is connected, via its proximal end.

Ce boîtier 3 est destiné à renfermer une source radioluminescente 4. Le rayonnement émis par la source radioluminescente 4 est collecté au niveau de la sortie 31 du boîtier 3 et destiné à se propager le long du guide d'onde 10 jusqu'à son extrémité distale.This housing 3 is intended to contain a radioluminescent source 4. The radiation emitted by the radioluminescent source 4 is collected at the outlet 31 of the housing 3 and intended to propagate along the waveguide 10 to its distal end .

La sortie 31 du boîtier 3 est avantageusement recouverte sur sa face interne d'une couche 310 d'un matériau réfléchissant spéculaire ( et ).The outlet 31 of the housing 3 is advantageously covered on its internal face with a layer 310 of a specular reflective material ( And ).

Il faut noter qu'il serait possible de prévoir un boîtier 3 avec plusieurs sorties, un guide d'onde 10 distinct étant connecté sur chaque sortie.It should be noted that it would be possible to provide a box 3 with several outputs, a separate waveguide 10 being connected to each output.

Plusieurs modes de réalisation distincts peuvent être envisagés :Several distinct embodiments can be envisaged:

Comme représenté sur la , sur la et sur la , un premier mode de réalisation consiste à réaliser la source radioluminescente 4 sous la forme d'une capsule 40 venant se loger à l'intérieur du boîtier 3.As shown on the , on the and on the , a first embodiment consists of producing the radioluminescent source 4 in the form of a capsule 40 which is housed inside the housing 3.

La capsule 40 comporte une enveloppe 400 hermétique présentant au moins une paroi transparente.The capsule 40 comprises a hermetic envelope 400 having at least one transparent wall.

La capsule 40 est par exemple remplie avec la source radioactive 401 à base de tritium. Le matériau radioluminescent 402 est déposé ou appliqué sur au moins une partie de la surface interne de l'enveloppe 400 de la capsule (comme sur les figures annexées), ou même sur la surface externe de la source radioactive.The capsule 40 is for example filled with the radioactive source 401 based on tritium. The radioluminescent material 402 is deposited or applied to at least part of the internal surface of the envelope 400 of the capsule (as in the appended figures), or even to the external surface of the radioactive source.

De manière non limitative, la capsule 40 peut présenter une section circulaire ayant un diamètre extérieur allant de 300 µm à 1 mm. La longueur de la capsule peut être de quelques millimètres à plusieurs centimètres. La capsule peut présenter une taille plus ou moins importante.In a non-limiting manner, the capsule 40 may have a circular section having an external diameter ranging from 300 μm to 1 mm. The length of the capsule can be from a few millimeters to several centimeters. The capsule may have a larger or smaller size.

Le tritium placé dans l'enveloppe 400 hermétique de la capsule peut notamment être stocké en employant différentes solutions.The tritium placed in the hermetic envelope 400 of the capsule can in particular be stored using different solutions.

Une première solution est de placer le tritium sous la forme gazeuse à l'intérieur de l'enveloppe de la capsule, comme illustré sur la .A first solution is to place the tritium in gaseous form inside the envelope of the capsule, as illustrated in the .

Une deuxième solution serait d’incorporer le tritium dans une matrice, par exemple du styrène, comme effectué dans"Preparation of tritiated polystyrene coated radioluminescent phosphor, Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, Vol. 254, No. 1 (2002) 209–211".A second solution would be to incorporate the tritium into a matrix, for example styrene, as carried out in "Preparation of tritiated polystyrene coated radioluminescent phosphor, Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, Vol. 254, No. 1 (2002) 209–211 " .

Une autre solution est d'incorporer le tritium dans des nanodiamants ou des arrangements nanométriques d’atomes de carbone, comme décrit dans la publication référencée« Using hydrogen isotope incorporation as a tool to unravel the surfaces of hydrogen-treated nanodiamonds, Nanoscale, 2019, 11, 8027-8036 ».Another solution is to incorporate tritium into nanodiamonds or nanometric arrangements of carbon atoms, as described in the publication referenced “Using hydrogen isotope incorporation as a tool to unravel the surfaces of hydrogen-treated nanodiamonds, Nanoscale, 2019, 11, 8027-8036 » .

Le tritium peut aussi être incorporé dans une matrice solide, par exemple de titane, comme décrit dans la publicationhttps://link.springer.com/content/pdf/10.1007/s10971-019-05022-2.pdf.Tritium can also be incorporated into a solid matrix, for example titanium, as described in the publication https://link.springer.com/content/pdf/10.1007/s10971-019-05022-2.pdf .

La matrice peut être adaptée de manière à augmenter sa surface effective de contact avec le tritium. Le matériau radioluminescent peut ensuite être déposé de manière à être compatible avec la taille des pores ou des alvéoles du titane. A titre d'exemple, on peut utiliser du titane poreux, par exemple avec une ouverture de pore moyenne de 20 µm, et utiliser un matériau radioluminescent dont la taille des grains est beaucoup plus petite, par exemple de 5 µm, afin de remplir ces pores et ainsi de maximiser le rendement lumineux.The matrix can be adapted so as to increase its effective contact surface with the tritium. The radioluminescent material can then be deposited in a way that is compatible with the size of the pores or cells of the titanium. For example, one can use porous titanium, for example with an average pore opening of 20 µm, and use a radioluminescent material whose grain size is much smaller, for example 5 µm, in order to fill these pores and thus maximize light output.

La matrice elle-même peut être radioluminescente : par exemple, il peut s’agir d’un barreau ou d’un cylindre de matériau semi-conducteur épitaxié sur un substrat dont la longueur d’onde d’émission se situe dans le rouge. La "tritiation" de ce semi-conducteur fait de ce dernier une source de lumière, par excitation du matériau semi-conducteur par les électrons issus de la désintégration radioactive du tritium incorporé.The matrix itself can be radioluminescent: for example, it can be a bar or a cylinder of semiconductor material epitaxied on a substrate whose emission wavelength is in the red. The "tritiation" of this semiconductor makes it a source of light, by excitation of the semiconductor material by electrons resulting from the radioactive disintegration of the incorporated tritium.

Il est également possible de déposer des boites quantiques sur la matrice solide incorporant le tritium. Les boites quantiques sont des assemblages d’atome ; la dimension et la nature de ces assemblages détermine la longueur d’onde d’émission. L’émission d’électrons issus du tritium incorporé dans le titane vient exciter les boites quantiques qui émettent de la lumière.It is also possible to deposit quantum dots on the solid matrix incorporating tritium. Quantum dots are assemblies of atoms; the size and nature of these assemblies determines the emission wavelength. The emission of electrons from the tritium incorporated in the titanium excites the quantum dots which emit light.

Dans ce premier mode de réalisation, comme représenté sur la , la face interne de la paroi du boîtier 3 est recouverte d'une couche 32 d'un matériau réfléchissant, avantageusement diffusif et non-spéculaire.In this first embodiment, as shown in the , the internal face of the wall of the housing 3 is covered with a layer 32 of a reflective material, advantageously diffusive and non-specular.

Selon ce premier mode de réalisation, le rayonnement lumineux émis par la capsule 40 se propage dans tout le volume interne du boîtier, par réflexions successives contre sa face interne. Le rayonnement lumineux est capté au niveau de la sortie 31 du boîtier 3 et vient se propager le long du guide d'onde 10 jusqu'à l'extrémité distale (voir ). La couche réfléchissante 310 déposée sur la face interne au niveau de la sortie 31 du boîtier 3 permet de collecter le faisceau et de le véhiculer vers le guide d'onde 10.According to this first embodiment, the light radiation emitted by the capsule 40 propagates throughout the internal volume of the housing, by successive reflections against its internal face. The light radiation is captured at the output 31 of the housing 3 and is propagated along the waveguide 10 to the distal end (see ). The reflective layer 310 deposited on the internal face at the outlet 31 of the housing 3 makes it possible to collect the beam and convey it to the waveguide 10.

Selon une deuxième variante de réalisation illustrée par la , la face interne du boîtier 3 est directement recouverte d'une couche 33 du matériau radioluminescent.According to a second alternative embodiment illustrated by the , the internal face of the housing 3 is directly covered with a layer 33 of the radioluminescent material.

Selon ce deuxième mode de réalisation, la source radioactive 34 sous forme gazeuse peut être placée dans le volume interne du boîtier 3, interagissant ainsi directement avec le matériau radioluminescent présent sur la face interne du boîtier. En variante, la source radioactive 34 sous forme gazeuse peut être directement implantée dans la paroi 30 du boîtier 3, celle-ci étant choisie suffisamment poreuse. Les principes de stockage de la source radioactive, décrits ci-dessus pour la capsule peuvent être repris de manière similaire pour le dépôt sur la face interne du boîtier.According to this second embodiment, the radioactive source 34 in gaseous form can be placed in the internal volume of the housing 3, thus interacting directly with the radioluminescent material present on the internal face of the housing. Alternatively, the radioactive source 34 in gaseous form can be directly implanted in the wall 30 of the housing 3, the latter being chosen sufficiently porous. The principles of storage of the radioactive source, described above for the capsule can be used in a similar manner for deposition on the internal face of the casing.

Selon une particularité, il est possible de faire en sorte d'émettre le rayonnement lumineux de manière discontinue dans le temps. Pour cela, la source radioluminescente 4 peut intégrer des nanoparticules pour moduler l'émission de la lumière.According to one particular feature, it is possible to ensure that the light radiation is emitted discontinuously over time. For this, the radioluminescent source 4 can integrate nanoparticles to modulate the emission of light.

Dans les deux modes de réalisations décrits, le boîtier 3 fonctionne comme une sphère intégrante, c'est-à-dire qu'il permet des réflexions multiples dans son volume interne, avant collecte au niveau de la sortie 31 du boîtier 3.In the two embodiments described, the housing 3 functions as an integrating sphere, that is to say it allows multiple reflections in its internal volume, before collection at the outlet 31 of the housing 3.

Dans les deux modes réalisation décrits ci-dessus, il est possible d'exalter le champ électromagnétique émis par la radioluminescence. L'une des options est par exemple de déposer un matériau diélectrique sur une couche métallique (déposée sur la face interne de la paroi 30 du boîtier 3 ou sur la face externe de la capsule 40). Comme représenté sur la , il peut s'agir d'associer sur la face 30 à traiter, une couche métallique 35 et une couche diélectrique, sous la couche 36 de matériau radioluminescent. Il peut également s'agir de réaliser une nanostructuration (référence 37) de la couche 36 de matériau radioluminescent déposée ( ).In the two embodiments described above, it is possible to enhance the electromagnetic field emitted by the radioluminescence. One of the options is for example to deposit a dielectric material on a metal layer (deposited on the internal face of the wall 30 of the housing 3 or on the external face of the capsule 40). As shown on the , it may involve associating on the face 30 to be treated, a metallic layer 35 and a dielectric layer, under the layer 36 of radioluminescent material. It may also involve carrying out nanostructuring (reference 37) of the layer 36 of deposited radioluminescent material ( ).

La source radioluminescente peut contenir des luminophores ou boites quantiques émettant à plusieurs longueurs d’onde (par exemple 670 et 810 nm, dont on sait que ces longueurs d’onde sont bénéfiques pour les maladies neurodégénératives).The radioluminescent source may contain phosphors or quantum dots emitting at several wavelengths (for example 670 and 810 nm, of which these wavelengths are known to be beneficial for neurodegenerative diseases).

Plusieurs capsules, émettant à différentes longueurs peuvent être placées dans le boîtier.Several capsules, emitting at different lengths can be placed in the housing.

Il est également possible de combiner les deux réalisations des figures 3A et 3B. On insère une capsule 40 à l'intérieur du boîtier 3 capable de luminescer à une première longueur d'onde. La paroi interne du boîtier 3 intègre également un matériau radioluminescent capable de luminescer à une deuxième longueur d'onde et excitable par la première longueur d'onde par photoluminescence. Le volume interne du boîtier est pour sa part rempli de la source radioactive, par exemple le tritium sous forme gazeuse.It is also possible to combine the two embodiments of Figures 3A and 3B. A capsule 40 is inserted inside the housing 3 capable of luminescing at a first wavelength. The internal wall of the housing 3 also integrates a radioluminescent material capable of luminescing at a second wavelength and excitable by the first wavelength by photoluminescence. The internal volume of the housing is for its part filled with the radioactive source, for example tritium in gaseous form.

Selon une particularité, le boîtier 3 de la sonde 1 est positionné à l'extérieur du corps de l'être vivant, par exemple fixé en sous-claviculaire, le guide d'onde 10 présentant une partie déployée en sous-cutanée et une partie implantée par exemple en intracérébral.According to one particular feature, the housing 3 of the probe 1 is positioned outside the body of the living being, for example fixed subclavicularly, the waveguide 10 having a part deployed subcutaneously and a part implanted for example intracerebral.

L'invention présente de nombreux avantages, parmi lesquels :The invention has numerous advantages, including:

  • Une autonomie longue durée (1/2 vie à 12.3 années pour le tritium), sans employer de source d'alimentation électrique ;Long-lasting autonomy (1/2 life at 12.3 years for tritium), without using an electrical power source;
  • Une simplicité dans l'installation et dans le fonctionnement ;Simplicity in installation and operation;
  • La possibilité de choisir la longueur d’onde et éventuellement d'utiliser plusieurs guides d'onde et plusieurs longueurs d'ondes distinctes ;The possibility of choosing the wavelength and possibly using several waveguides and several distinct wavelengths;

Claims (11)

Sonde (1) d'illumination destinée à être implantée dans un être vivant, comprenant :
  • Un boîtier (3) creux comprenant une paroi (30) ayant une face interne et une face externe, dans lequel est placée une source lumineuse apte à émettre un rayonnement lumineux, ledit boîtier (3) comprenant une sortie (31) par laquelle ledit rayonnement lumineux est collecté,
  • Un guide d'onde (10) allongé présentant une extrémité proximale connectée sur ladite sortie (31) du boîtier pour collecter le rayonnement lumineux émis par la source lumineuse et au moins une partie implantable réalisée en matériau transparent, fermée de manière hermétique et se terminant par une extrémité distale destinée à venir au plus près des tissus (2) à traiter,
  • Caractérisée en ce que la source lumineuse comporte au moins une source radioluminescente (4) apte à émettre ledit rayonnement lumineux à l'intérieur du boîtier (3).
Illumination probe (1) intended to be implanted in a living being, comprising:
  • A hollow housing (3) comprising a wall (30) having an internal face and an external face, in which is placed a light source capable of emitting light radiation, said housing (3) comprising an outlet (31) through which said radiation bright is collected,
  • An elongated waveguide (10) having a proximal end connected to said outlet (31) of the housing to collect the light radiation emitted by the light source and at least one implantable part made of transparent material, closed hermetically and ending by a distal end intended to come as close as possible to the tissues (2) to be treated,
  • Characterized in that the light source comprises at least one radioluminescent source (4) capable of emitting said light radiation inside the housing (3).
Sonde selon la revendication 1, caractérisée en ce que la source radioluminescente (4) se présente sous la forme d'une capsule (40) logée à l'intérieur dudit boîtier et en ce que la face interne de la paroi du boîtier est recouverte d'une couche réfléchissante (32).Probe according to claim 1, characterized in that the radioluminescent source (4) is in the form of a capsule (40) housed inside said housing and in that the internal face of the wall of the housing is covered with a reflective layer (32). Sonde selon la revendication 2, caractérisée en ce que la capsule (40) comporte une enveloppe (400) fermée de manière hermétique, logeant une source radioactive (401) sous forme gazeuse et dotée d'au moins une couche à exciter d'au moins un matériau radioluminescent (402) déposée sur une surface exposée à ladite source radioactive (401).Probe according to claim 2, characterized in that the capsule (40) comprises a hermetically closed envelope (400), housing a radioactive source (401) in gaseous form and provided with at least one layer to be excited of at least a radioluminescent material (402) deposited on a surface exposed to said radioactive source (401). Sonde selon la revendication 2, caractérisée en ce que la capsule (40) comporte une enveloppe fermée de manière hermétique et logeant une matrice solide poreuse dont les pores définissent une surface portant une couche d'au moins un matériau radioluminescent exposée à ladite source radioactive.Probe according to claim 2, characterized in that the capsule (40) comprises a hermetically closed envelope and housing a porous solid matrix whose pores define a surface carrying a layer of at least one radioluminescent material exposed to said radioactive source. Sonde selon la revendication 1, caractérisée en ce que la source radioluminescente (4) comporte un dépôt d'une couche (33) d'un matériau radioluminescent réalisé sur la face interne de la paroi (30) du boîtier (3) et une source radioactive (32) sous forme gazeuse enfermée dans ledit boîtier.Probe according to claim 1, characterized in that the radioluminescent source (4) comprises a deposit of a layer (33) of a radioluminescent material produced on the internal face of the wall (30) of the housing (3) and a source radioactive (32) in gaseous form enclosed in said casing. Sonde selon la revendication 1, caractérisée en ce que la source radioluminescente (4) comporte une source radioactive implantée dans ladite paroi (30) du boîtier (3) et un dépôt d'une couche d'un matériau radioluminescent réalisé sur la face interne de la paroi du boîtier et exposé à ladite source radioactive.Probe according to claim 1, characterized in that the radioluminescent source (4) comprises a radioactive source implanted in said wall (30) of the housing (3) and a deposit of a layer of a radioluminescent material produced on the internal face of the wall of the housing and exposed to said radioactive source. Sonde selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisée en ce que le matériau radioluminescent est un luminophore, un scintillateur ou un matériau semi-conducteur basé sur une croissance par épitaxie, ou sur des boites quantiques.Probe according to one of claims 3 to 6, characterized in that the radioluminescent material is a phosphor, a scintillator or a semiconductor material based on growth by epitaxy, or on quantum dots. Sonde selon la revendication 5 ou 6, caractérisée en ce qu'elle comporte une couche d'un matériau diélectrique déposée sous la source radioluminescente.Probe according to claim 5 or 6, characterized in that it comprises a layer of a dielectric material deposited under the radioluminescent source. Sonde selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisée en ce que la couche (36) de matériau radioluminescent est nanostructurée.Probe according to one of claims 5 or 6, characterized in that the layer (36) of radioluminescent material is nanostructured. Sonde selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que la source radioluminescente (4) comporte des boîtes quantiques fluorescentes.Probe according to one of Claims 1 to 9, characterized in that the radioluminescent source (4) comprises fluorescent quantum dots. Sonde selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que la source radioactive (111) est à base de tritium.Probe according to one of claims 1 to 10, characterized in that the radioactive source (111) is based on tritium.
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