Système de connexion pour dispositif médical
L'invention se rapporte à un système de connexion pour dispositif médical constitué d'un réservoir comportant une ouverture munie d'un septum et des moyens de prélèvement comprenant une aiguille.
Le système selon l'invention trouve notamment une application dans un dispositif de pompe à infusion, le réservoir ayant la forme d'une cartouche, communément appelée carpule™, et les moyens de prélèvement étant constitués d'une aiguille mise en relation avec un système de tubulure. De telles cartouches sont en effet de plus en plus couramment utilisées pour la fourniture de produits pharmaceutiques pré-remplis et prêt à être utilisés (par exemple dans le cas de l'administration d'insuline).
Le système de connexion décrit dans la demande internationale de brevet WO 00/25852 comprend un réservoir comportant une ouverture en forme de goulot munie d'un septum, l'ouverture étant entourée d'un capuchon dans lequel est logée une aiguille. Lorsque le capuchon est complètement fixé sur l'ouverture, l'aiguille a percé le septum, rendant ainsi possible le prélèvement de liquide. Afin de prélever un maximum de volume utile de la cartouche, l'aiguille est toujours placée à une distance la plus courte possible du septum, tout en tenant compte d'une distance de sécurité liée aux variations résultant des tolérances liées à la longueur de l'aiguille, à l'épaisseur du septum et au positionnement relatif de la cartouche par rapport à l'aiguille. Les système de connexion de l'état de la technique, notamment le système décrit précédemment, présentent un inconvénient majeur dans la mesure où des bulles d'air peuvent aisément être prélevées avec le liquide. Ceci résulte du fait que les réservoirs de médicaments peuvent difficilement être parfaitement purgés et, de ce fait, contiennent toujours une certaine quantité d'air qui peut, en outre, augmenter au cours du temps par effet de dégazage du aux variations de température ou de pression.
Dans la plupart des applications médicales, le prélèvement de bulles d'air avec le liquide pose un problème sérieux. La situation est particulièrement délicate lorsque des bulles d'air se trouvent dans un liquide contenant une substance active, telle que l'insuline, qui doit être injectée à un patient avec précision et pour laquelle des variations de doses injectées peuvent résulter de la présence de bulles d'air, d'où le risque d'une incidence grave sur le traitement, notamment chez l'enfant.
Dans d'autres circonstances, il peut être souhaitable de prévenir la présence de bulles d'air dans le système de pompage, ceci soit afin d'éviter tout effet de blocage de filtres hydrophiles situés entre le réservoir et le système de pompage, soit afin d'éviter tout risque de désamorçage des dispositifs de pompage, soit encore afin d'éviter toute présence de bulles d'air dans le volume fonctionnel du dispositif de pompage qui pourrait altérer la précision du pompage.
La présente invention vise à résoudre en particulier les problèmes précités en proposant un système de connexion pour dispositif médical constitué d'un réservoir à volume variable comportant une ouverture en forme de goulot munie d'un septum et des moyens de prélèvement comprenant une aiguille, le réservoir étant rempli au moins partiellement d'un liquide, le système se trouvant soit dans une position de repos où l'extrémité distale de l'aiguille se situe à l'extérieur du réservoir, voire dans le septum, soit dans une position de prélèvement où l'extrémité distale de l'aiguille a traversé le septum de manière à autoriser le prélèvement du liquide se trouvant dans le réservoir, le dispositif étant caractérisé par le fait que lorsqu'il se trouve en position de prélèvement, l'extrémité distale de l'aiguille est positionnée dans la section de plus grand diamètre de la partie cylindrique du réservoir afin de réduire au maximum l'entrée de bulles d'air dans l'aiguille.
Selon un mode de réalisation préférentiel, le système comprend des moyens de contrôle qui stoppent le prélèvement de liquide dès qu'un volume prédéterminé de liquide a été prélevé du réservoir, le volume de liquide subsistant dans le réservoir étant suffisant pour que l'extrémité distale reste toujours éloignée d'une
distance minimale du piston mobile. Les moyens de contrôle peuvent par exemple résulter d'un calcul précis du volume prélevé par rapport au volume théorique disponible ou consister en un capteur de débit disposé à la sortie du réservoir. La mesure peut également être effectuée optiq^Jnent, par mesure de la position du piston mobile.
Il convient de souligner l'importance du positionnement de l'extrémité distale de l'aiguille lors du prélèvement. Afin de limiter au maximum la possibilité pour les bulles d'air de pénétrer par cette extrémité distale, il convient de respecter une distance maximale entre cette extrémité et les parois du réservoir ou sont logées preferentiellement les bulles d'air. Le réservoir étant le plus souvent constitué d'un cylindre de verre, la distance maximale possible est obtenue en positionnant l'extrémité distale dans la portion du réservoir de plus grand diamètre et à une distance minimale de la zone du col du réservoir du même ordre que le rayon de ce plus grand diamètre. Ainsi, toute bulle d'air devrait au minimum avoir un diamètre à peu près égal au rayon du plus grand diamètre du cylindre pour être en contact avec l'extrémité distale de l'aiguille et ainsi autoriser le prélèvement d'air. Or une telle quantité d'air est, pour des valeurs standard de diamètre du réservoir, en général au delà de la quantité d'air observable dans des conditions normales d'utilisation. Par conséquent, la probabilité d'entrée de bulles d'air dans l'aiguille est extrêmement faible, voire nulle.
Il convient également de souligner l'intérêt d'un tel positionnement au centre de la section de plus grand diamètre du réservoir qui présente l'avantage, en outre, de prévenir le prélèvement de bulles d'air contenue dans le réservoir, quelle que soit la position du réservoir dans l'espace, puisque les bulles d'air ont toujours tendance à se fixer sur les parois et migrer le long de celles-ci avec une très faible probabilité de passer par l'axe central du réservoir, même au cours des rotations du réservoir dans l'espace. La section de plus grand diamètre du réservoir représente ainsi un piège à bulles parfait, dont il convient, selon la présente invention, de maximaliser le volume.
Afin de limiter les pertes de liquide, il est préférable de ne pas positionner l'extrémité distale de l'aiguille à une profondeur excédant la position définie précédemment. En effet, selon l'invention, le fait de placer l'aiguille dans la zone de plus grand diamètre du réservoir revient à perdre la partie du volume du réservoir qui est située entre l'extrémité distale de l'aiguille et le septum. Cette perte de volume utile est la contre-partie de l'effet recherché visant à privilégier l'absence de bulles d'air pendant l'injection.
De préférence, la distance de pénétration est calculée en tenant compte du volume occupé par une bulle d'air équivalente à celle qui occuperait le volume entre le bord du cylindre et l'extrémité distale de l'aiguille et qui serait placée dans le col du réservoir.
Selon une variante de l'invention, l'extrémité distale de l'aiguille est positionnée sur l'axe central définissant le réservoir cylindrique, à une distance du col correspondant à un volume d'emprisonnement minimal d'air dans la région du col au moins égal au volume que l'on souhaite piéger dans le réservoir en cours de fonctionnement.
II convient également de noter que, dans certaines circonstances, il peut être souhaitable de purger l'air éventuellement contenu dans le réservoir avant de placer l'aiguille dans sa position de sécurité, ceci afin de bénéficier au maximum du volume maximal de piège à air constitué par le dispositif décrit selon l'invention. Pour y parvenir il suffit d'insérer l'aiguille, dans un premier temps, à une distance minimale du septum afin d'évacuer l'air situé dans le goulot du réservoir placé verticalement. Dans un deuxième temps, après avoir purgé le maximum d'air contenu dans le réservoir, on positionne l'extrémité de l'aiguille dans la position de fonctionnement décrite selon l'invention.
II convient également de noter que certains matériaux ont un moindre effet de nucléation de bulles d'air et peuvent ainsi être avantageusement utilisés pour l'aiguille, afin de limiter la formation de bulles d'air. De la même façon, la forme
de l'extrémité de l'aiguille peut être choisie de façon à limiter cet effet de nucléation de bulles d'air. A cet effet, on peut utiliser une extrémité distale émoussée.
L'invention est décrite ci-après au moyen d'un exemple à l'aide des figures suivantes :
La figure 1 présente un système en position de prélèvement
La figure 2 montre un premier type de bulles pouvant être présentes dans le réservoir La figure 3 montre un deuxième type de bulles pouvant être présentes dans le réservoir
La figure 4 montre un troisième type de bulles pouvant être présentes dans le réservoir
Le système illustré aux figures 1 à 4 comprend une cartouche 1 de type carpule™ remplie d'un liquide 6 qui est adaptée pour être fixée à l'intérieur d'un dispositif de pompe à infusion (non illustré). La cartouche 1 comporte dans sa partie supérieure une ouverture 2 en forme de goulot qui est obturée par un septum 3. L'intérieur de la cartouche 1 comprend un piston mobile 7.
Sur les quatre figures, le système est en position de prélèvement. L'extrémité distale 5 de l'aiguille 4 est positionnée dans la partie de plus grand diamètre du cylindre de la cartouche 6.
La position de l'aiguille 4 se confond avec l'axe central définissant la cartouche 1 , l'extrémité distale 5 de l'aiguille 4 se trouve donc à une distance α (équivalente au rayon interne de la cartouche) des parois de la section de plus grand diamètre de la cartouche. Comme on peut le remarquer sur les figures 1 et 2, l'extrémité
distale 5 de l'aiguille 4 se trouve également à une distance β du col 8 de la cartouche, la distance β étant de préférence équivalente à la distance α. En outre, comme on peut le voir sur la figure 3, lors du prélèvement, l'extrémité distale 5 de l'aiguille 4 se trouve à une distance supérieure ou égale à sa distance Y du piston mobile, la distance Y étant sensiblement égale aux distances α et β.
On notera que les valeurs α, β et Y constituent des limites inférieures pour les distances précitées. En ne respectant pas ce critère, on augmente considérablement le risque de positionner l'extrémité distale 5 de l'aiguille 4 dans une bulle d'air 9-12 telle qu'illustrée aux figures 2 à 3.
L'utilisation du système s'effectue comme suit :
Une cartouche 1 remplie est introduite dans le dispositif de pompe à infusion.
Une nouvelle aiguille 4 peut également être introduite à ce stade. Alternativement, l'aiguille 4 est déjà mise en place, en position de retrait afin de permettre l'introduction de la cartouche 1.
Dans une première phase, l'aiguille est positionnée au-dessus du septum 3 .
Accessoirement, l'extrémité distale 5 de l'aiguille 4 est enfoncée dans le septum 3 sans le traverser . Dans une deuxième phase, l'aiguille 4 perce et traverse le septum 3 jusqu'à atteindre une position dans le liquide 6 qui soit telle que l'extrémité distale 5 est positionnée dans une zone correspondant à la partie de plus grand diamètre du cylindre de la cartouche 6, à une distance du col 8 de la cartouche environ égale au rayon de ce plus grand diamètre, afin que l'extrémité distale 5 soit la plus éloignée possible des bords sans toutefois plonger plus avant dans la cartouche
1.
A ce moment, les moyens de prélèvement sont actionnés, une fraction de liquide
6 est prélevée de la cartouche 1.
Le prélèvement peut s'interrompre dès qu'il ne subsiste plus qu'un volume résiduel. Ce dernier étant défini de façon à maintenir l'extrémité distale 5 de l'aiguille toujours à une certaine distance minimale des bords de la cartouche ou
du piston mobile, évitant de la sorte une mise en contact de l'extrémité distale 5 avec une bulle d'air 9-12.
Différents types de moyens de contrôle pour interrompre le prélèvement peuvent être envisagés tels que décrits plus haut.
II va sans dire que l'invention ne se limite pas aux exemples précités. En particulier, il peut être souhaitable de recréer un environnement similaire à celui décrit selon l'invention représentant un cylindre de grand diamètre au centre duquel se trouve placée l'extrémité d'un canal de prélèvement afin de créer un piège à air dans un réservoir pouvant être, par ailleurs, de forme différent d'un cylindre. Il peut, notamment, s'agir d'un réservoir souple relié à une section cylindrique comme décrite plus haut.