DISPOSITIF DE NEBULISATION DE SUBSTANCES THERAPEUTIQUES Objet de l'invention
L'invention concerne un nouveau dispositif de nébulisation de substances thérapeutiques, destiné au traite¬ ment des infections et/ou des troubles respiratoires. Arrière-plan technologique
Les animaux d'élevage, en particulier les bovins, souffrent de nombreuses affections respiratoires induites par toute une série d'agents infectieux.
Dans les cheptels bovins, ces affections induisent des pertes économiques très importantes. Ainsi en Grande- Bretagne, les pertes annuelles causées par ces affections excèdent £ 50 millions et constituent une des premières sources de mortalité de ces animaux. En effet, les bovins surtout ceux du type viandeux, sont défavorisés sur le plan de leurs fonctions pulmonaires et les jeunes bovins, en raison de l'immaturité fonctionnelle de leur système respira¬ toire et les animaux de type culard, se caractérisent par une fonction pulmonaire particulièrement vulnérable.
Dans le traitement des obstructions réversibles des voies respiratoires profondes, l'inhalation de substances thérapeutiques aérosolisées, donne de bons résultats thérapeutiques.
En effet, l'aérosolthérapie permet l'obtention rapide, au niveau des voies respiratoires profondes, d'une concentration maximale de substances thérapeutiques tout en évitant les effets systémiques de cette substance.
Cependant, pour l'obtention de résultats thérapeu¬ tiques optimaux, l'aptitude des particules à gagner les voies
respiratoires profondes doit être prise en considération.
En effet, la plupart des substances déposées au niveau de l'oropharynx sont dégluties. De plus, étant métabo- lisées lors de leur passage au travers de la paroi intesti- nale et du foie, ces substances sont souvent inactivées. Par ailleurs, lorsque les meilleures conditions sont réunies, 10% des particules inhalées sont efficaces pour assurer une réponse clinique.
L'aérosol peut se définir comme un système biphasi- que constitué d'une phase gazeuse continue (habituellement de l'air) et d'une phase discontinue (habituellement liquide) de particules individuelles.
La majorité des aérosols sont des aérosols hétéro- dispersés ou polydispersés dont la taille des particules générées n'est généralement pas uniforme.
La taille des particules générées par ce système conditionne la pénétration et le dépôt de ces particules dans l'appareil respiratoire. En fonction de leur taille, les particules peuvent atteindre des sites différents dans le système respiratoire.
Le tableau ci-dessous reprend les différents sites de dépôt atteints en fonction de la taille des particules inhalées.
Ce tableau montre que le site au niveau duquel les particules se déposent est d'autant plus profond que la
taille de ces particules est faible. Par ailleurs, la fonc¬ tion de filtration réalisée par les cavités nasales est à ce point marquée qu'elle s'exerce sur toute particule d'un diamètre supérieur à 10 μm. Dès lors, chez un animal en respiration buccale, cette fonction de filtration est par¬ tiellement anéantie. Etat de la technique
Si plusieurs millénaires se sont écoulés depuis l'introduction de l'aérosolthérapie dans les affections respiratoires humaines, l'intérêt que la médecine vétérinaire porte à cette technique est beaucoup plus récent.
Pour que celle-ci soit d'une efficacité maximale dans le traitement des affections en médecine vétérinaire, certaines exigences techniques doivent être remplies par l'aérosoliseur utilisé.
De plus, certains facteurs, nécessitant la collabo¬ ration du patient, ne peuvent être appliqués qu'en médecine humaine.
L'inspiration par voie buccale, l'intubation endo- trachéale et la trachéotomie sont des techniques qui, en médecine humaine, permettent d'éviter le processus de filtra¬ tion que réalisent les cavités nasales, mais qui ne peuvent être facilement appliquées à la médecine vétérinaire (Brain et al., Aérosols in Médecine, Chapter 5, Moren F., Newhouse M. ., Dolovich M.B. , Elsevier, 1985, 336).
Trois types d'aérosoliseurs sont connus dans la littérature: les aérosols doseurs, les inhalateurs de poudre sèche et les nébuliseurs.
Les deux premiers types d'aérosoliseurs sont connus en médecine humaine, mais inutilisables en médecine vétéri¬ naire rurale. Parmi les nébuliseurs, on distingue les nébuli¬ seurs ultrasoniques et les nébuliseurs pneumatiques.
Le nébuliseur ultrasonique comporte un transducteur piézo-électrique qui vibre à haute fréquence sous 1'effet d'un champ électrique alternatif produit par un oscillateur électronique. Par contiguïté successive, ces vibrations sont transmises à la solution devant être nébulisée. Lorsque l'intensité des vibrations est suffisamment élevée, il se
forme une colonne de liquide, de laquelle un nuage de parti¬ cules est émis.
Cependant la taille des particules générées par ces nébuliseurs ainsi que le débit de ceux-ci peuvent subir d'importantes variations (Boguslavsky et al., Physical
Mechanism of the acoustic atomization of a liquid, Acoustic
J. (USSR), 1969, 15, 17-24).
Par ailleurs, étant donné leur coût et leur fragi¬ lité, les nébuliseurs ultrasoniques sont le plus souvent réservés aux milieux hospitaliers.
Les nébuliseurs pneumatiques (tels que le nébuli- seur de type Hudson®) relèvent tous du même principe: un tube capillaire plonge dans un liquide et la goutte perlant au sommet du capillaire est pulvérisée (action Venturi) par un jet d'air ou d'oxygène se détendant à débit élevé. Le diamè¬ tre des particules générées par le nébuliseur pneumatique est inversement proportionnel au débit gazeux. Pour la plupart des nébuliseurs pneumatiques, un débit minimal de 6 l.min-1 est nécessaire pour assurer un rapport qualité/durée de traitement élevé. Le débit ainsi que la taille particulaire peuvent également dépendre de la vitesse à laquelle le pa¬ tient inhale.
Cependant, l'utilisation manuelle de ces nébuli¬ seurs pour le traitement thérapeutique des animaux présente encore des difficultés. En effet, ces nébuliseurs sont rac¬ cordés directement et individuellement à une source d'air comprimé et ne permettent l'inhalation du produit traitant que dans une seule narine de l'animal à la fois.
De plus, les mouvements effectués par l'animal au cours du traitement augmentent les risques de contamination de l'environnement et réduisent 1'optimalisation des effets thérapeutiques souhaités.
La demande de brevet GB-A-211 838 décrit un dispo¬ sitif d'inhalation de substances thérapeutiques pour les chevaux.
Ce dispositif comprend un masque totalement hermé¬ tique disposé sur les naseaux de l'animal et empêchant celui- ci de respirer par la bouche.
Un atomiseur ultrasonique, disposé sur le masque, projette la substance thérapeutique dans les naseaux de l'animal au rythme de sa respiration.
Un tel dispositif présente l'inconvénient, en empêchant l'animal de respirer par la bouche, de réduire fortement son confort et de rendre plus difficile l'adminis¬ tration de substances thérapeutiques.
En outre, ce dispositif ne permet pas de régler certains paramètres (taille des particules, vitesse d'inhala- tion, etc.) adaptés aux différents types d'infections ou de troubles respiratoires à traiter. Un tel dispositif est donc inadapté pour traiter des animaux souffrant de troubles graves tels que la détresse respiratoire, nécessitant la nébulisation dans les narines de l'animal de particules de taille inférieure à 1 μm; ou d'effectuer le traitement par la bouche, des voies respiratoires supérieures (particules de taille supérieure à 10 μm) .
Le brevet US-2 843 119 décrit un dispositif destiné à l'administration d'oxygène à un animal via un masque dis- posé de manière hermétique autour de la bouche et des naseaux de celui-ci. Ce dispositif comprend un système de nébulisa¬ tion destiné à l'administration post-opératoire de substances thérapeutiques et relié via un tube flexible au masque.
Cependant, ce système de nébulisation relié via un tuyau de longue taille au masque, ne permet pas l'administra¬ tion des substances thérapeutiques dans les voies respiratoi¬ res profondes.
Il est également connu de réaliser un local pour les animaux à traiter dans lequel une substance thérapeutique est mise en suspension sous forme de particules aérosolisées. Cependant, cette technique coûteuse d'administration est surtout réservée au traitement des pathologies respiratoires aviaires ou pour la désinfection des locaux. Buts de 1'invention L'invention vise à fournir un dispositif simple, rapide à mettre en place et peu coûteux permettant une nébu¬ lisation optimale de substance(s) thérapeutique(s) directe¬ ment dans les naseaux et/ou dans la bouche d'un animal à
traiter, tout en préservant le confort de celui-ci.
Le dispositif selon l'invention a pour but de nébuliser de manière optimale au niveau de la bouche et/ou des naseaux d'un animal une ou plusieurs substances thérapeu- tiques sous forme de particules dont le diamètre aérodynami¬ que nasal moyen est compris entre 100 et 0,01 μm.
L'invention a pour but de fournir un dispositif qui n'entrave pas la respiration par la bouche et/ou les naseaux de l'animal lors de son traitement. L'invention a également pour but de fournir un dispositif permettant d'utiliser plusieurs nébuliseurs reliés ensemble à une seule source d'alimentation en air comprimé.
Un but complémentaire de l'invention consiste à fournir un dispositif adaptable à n'importe quelle tête d'animal que l'on désire traiter.
Eléments caractéristiques de l'invention
L'invention concerne un dispositif de nébulisation de substance(s) thérapeutique(s) , comportant un masque facial relié par une conduite pneumatique à une source d'air com- primé telle qu'un compresseur à air sec et transportable, caractérisé en ce qu'une chambre de nébulisation est disposée dans le masque et comporte au moins un nébuliseur relié à la conduite pneumatique.
De préférence, la chambre de nébulisation comporte au moins deux nébuliseurs.
La liaison entre la conduite pneumatique et le ou les nébuliseurs consiste en un couvercle obstruant la chambre de nébulisation et comportant au moins un embout relié par un joint d'étanchéité aux nébuliseurs, de manière qu'en fermant le couvercle ou la chambre de nébulisation, chaque nébuliseur soit relié à un embout.
Selon une première forme d'exécution de l'inven¬ tion, le joint d'étanchéité consiste en une membrane en caoutchouc disposée entre la chambre de nébulisation et son boîtier.
Selon une autre forme d'exécution préférée de l'invention, le joint d'étanchéité consiste en une tétine en plastique ou en caoutchouc fixée sur l'extrémité de l'embout.
de préférence par vissage.
De préférence le joint d'étanchéité est maintenu sur l'embout et/ou sur l'extrémité inférieure du nébuliseur par un joint torique de fixation. Afin d'assurer le confort de l'animal, le masque facial comporte une déformation pour le logement d'une garni¬ ture interchangeable et adaptée à la tête de l'animal.
Le masque facial selon l'invention comporte égale¬ ment des sangles d'attache. Avantageusement, la conduite pneumatique du dispo¬ sitif selon l'invention comporte un régulateur de débit disposé entre le masque et la source d'air comprimé. Ce masque facial comporte également une ou plusieurs ouvertures pour la respiration par les naseaux et/ou la bouche et/ou pour l'écoulement de la salive de l'animal.
Avantageusement, les substances thérapeutiques sont nébulisées par le dispositif selon l'invention sous la forme de particules dont le diamètre aérodynamique massai médian est compris entre 100 et 0,01 μm. D'autres détails et avantages de l'invention appa¬ raîtront à la lecture d'une forme d'exécution préférée de l'invention en référence aux figures annexées. Brève description des dessins
- La figure 1 représente une vue schématique en coupe du dispositif de l'invention.
- La figure 2 représente une autre vue partielle en coupe du dispositif de l'invention.
- La figure 3 représente une vue partielle en coupe d'une autre forme d'exécution du dispo- sitif de l'invention.
- La figure 4 représente une vue en coupe d'un joint d'étanchéité disposé entre le nébuliseur et l'embout dans le dispositif selon l'invention. - Les figures 5 à 8 représentent la distribution de la taille (μm) et de la vitesse (m/s) de particules d'eau physiologique nébuli¬ sées par le dispositif selon
l'invention, en fonction du débit d'air administré (bars) . Description d'un mode d'exécution préféré de l'invention
Le dispositif selon l'invention représenté à la figure 1 comporte un masque facial 1 relié par une conduite pneumatique 2 à un compresseur à air 3.
On entend par masque facial, un masque recouvrant totalement la bouche et les naseaux de l'animal à traiter. Plusieurs masques peuvent être reliés à un même compresseur et être aisément transportés dans un même coffret sur leur lieu d'utilisation.
Une chambre de nébulisation 4, comportant deux nébuliseurs 5 reliés à une conduite pneumatique 2, est dispo¬ sée dans le masque facial 1. La disposition de la chambre de nébulisation 4 dans le masque facial 1 permet de résoudre avantageusement les problèmes occasionnés par les mouvements de l'animal lorsque la chambre de nébulisation se trouve raccordée au compresseur à air sec transportable (non lubrifié) . Le dispositif selon l'invention permet une optima- lisation des effets thérapeutiques de la substance nébulisée puisqu'elle est dispersée directement dans les narines et/ou dans la bouche de l'animal traité et que la taille des parti¬ cules générées par ces nébuliseurs ainsi que le débit de ceux-ci subissent de faibles variations quelles que soient les mouvements de l'animal.
Ce dispositif permet ainsi l'administration de doses efficaces et constantes à l'animal traité.
Ces nébuliseurs 5 de type Hudson®, peuvent compor- ter des déflecteurs dont la présence et la position permet¬ tent d'accroître la fraction des particules optimales dans les voies respiratoires.
L'utilisation de deux nébuliseurs est particulière¬ ment avantageuse car elle permet l'administration simultanée de substances thérapeutiques différentes.
Le tableau ci-dessous indique que l'administration simultanée par le dispositif selon l'invention de hydrochlo¬ rure de clenbutérol (un β2 agoniste) et de bromure
d'Iprotropium (un antagoniste choligermique) à des veaux de type Bleu-Blanc Belge (67 animaux testés) souffrant de dé¬ tresse respiratoire, est plus efficace que l'administration séparée de chacune des deux drogues.
Les deux nébuliseurs 5 sont reliés à la conduite pneumatique 2 et au compresseur d'air 3 par un couvercle creux 6 obstruant la chambre de nébulisation 4.
Le couvercle 6 comporte deux embouts 7 reliés par un joint d'étanchéité 8 aux deux nébuliseurs 5 de manière qu'en fermant le couvercle 6 ou la chambre de nébulisation
4 s'ouvrant selon une charnière 23, chaque nébuliseur 5 est relié à un embout 7.
Le joint d'étanchéité selon l'invention consiste par exemple, en une membrane en caoutchouc disposée comme représenté à la figure 2, entre la chambre de nébulisation 4 et son couvercle 6.
Une variante d'exécution de l'invention représentée à la figure 3, comprend une tétine en matière plastique ou en caoutchoux 10 fixée sur l'extrémité de l'embout 1 , de telle manière que lorsque le couvercle 6 est refermé sur la chambre de nébulisation 4, chaque nébuliseur 5 perce avec son extrémité inférieure 12 la partie supérieure 13 de la tétine
10 et assure ainsi l'étanchéité du conduit d'air comprimé.
Le joint d'étanchéité 8 est avantageusement ainte- nu sur l'embout par un joint torique de fixation 11.
Selon une autre forme d'exécution représentée à la figure 4, le joint d'étanchéité est fixé à l'embout 7 par vissage et l'extrémité inférieure 12 du nébuliseur 11 est maintenu dans le joint d'étanchéité 8 par un joint torique de fixation 11.
Une telle disposition permet avantageusement
l'administration de substance(s) thérapeutique(s) en minimi¬ sant les risques de contamination de l'environnement, en particulier en ne dispersant pas de manière inutile et nuisi¬ ble les agents thérapeutiques sur des animaux sains. Le masque facial 1, réalisé en polyester renforcé, en PVC ou en toute autre matière plastique, est conçu pour épouser la forme de la tête de l'animal à traiter. Pour cela, ce masque comporte face à son ouverture 14, une déformation 15 destinée au logement d'une garniture 20 interchangeable et adaptée à la tête de l'animal.
Cette garniture en mousse de cellules fermées augmente le confort de l'animal et évite toute contamination du milieu extérieur par le produit nébulisé.
Le masque facial 1 se pose rapidement sur l'animal grâce à un système de sangles 16 attachées à l'aide de mous¬ quetons 17 à une chaîne placée au cou de l'animal.
Le dispositif selon l'invention comporte également d'autres éléments qui participent au confort de l'animal et/ou qui permettent de faciliter son traitement. Le masque facial peut notamment être équipé d'ouvertures (21, 22) pour la respiration par les naseaux et/ou la bouche et/ou pour l'écoulement de la salive de l'animal et d'une fenêtre (non représentée) permettant de vérifier si toute la phase liquide contenue dans le nébuli- seur a été nébulisée dans les narines de l'animal.
La conduite pneumatique 2 comprend également dis¬ posé entre le compresseur d'air 3 et le masque facial 1, un régulateur de débit 18 ainsi qu'un manomètre 19, permettant de contrôler la pression et le débit d'air alimentant le masque facial. En modifiant la pression d'admission de l'air comprimé, la taille des particules nébulisées et leur vitesse de propagation se trouvent modifiées.
Les figures annexées représentent la distribution des tailles des particules (μm) et leur vitesse (m/s) suite à la nébulisation d'eau physiologiopie à la pression de 6 bars
(12 litres par minute [figures 5 et 6]) et de 2 bars (4,5 litres par minute [figures 7 et 8]).
Le dispositif selon l'invention permet donc
d'adapter en fonction du type d'animal et/ou du type d'infec¬ tion ou de troubles respiratoires à traiter, la taille des particules nébulisées ainsi que le débit d'aspiration des substances thérapeutiques par l'animal. Ainsi, ce dispositif permet également de traiter des troubles graves comme la détresse pulmonaire qui néces¬ site de fournir des débits d'administration adaptés (50 1/minute) dans les meilleures conditions de confort.
Le compresseur d'air peut également être équipé d'une résistance chauffante qui permet avantageusement d'uti¬ liser le dispositif selon l'invention en plein air et à des températures peu élevées.
Le dispositif de l'invention peut être avantageuse¬ ment utilisé dans le traitement de certaines affections respiratoires telles que les maladies bronchiques obstructi- ves chroniques du cheval ou le Syndrome de Détresse Respira¬ toire Aiguë des bovins.