WO2010108289A1 - Infusion device - Google Patents

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WO2010108289A1
WO2010108289A1 PCT/CH2010/000054 CH2010000054W WO2010108289A1 WO 2010108289 A1 WO2010108289 A1 WO 2010108289A1 CH 2010000054 W CH2010000054 W CH 2010000054W WO 2010108289 A1 WO2010108289 A1 WO 2010108289A1
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WO
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piston
cylindrical body
flexible
flexible bag
wall
Prior art date
Application number
PCT/CH2010/000054
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French (fr)
Inventor
Jean-Denis Rochat
Original Assignee
Jean-Denis Rochat
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Priority claimed from CH01614/09A external-priority patent/CH702056A1/en
Application filed by Jean-Denis Rochat filed Critical Jean-Denis Rochat
Publication of WO2010108289A1 publication Critical patent/WO2010108289A1/en

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Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M5/00Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
    • A61M5/14Infusion devices, e.g. infusing by gravity; Blood infusion; Accessories therefor
    • A61M5/142Pressure infusion, e.g. using pumps
    • A61M5/145Pressure infusion, e.g. using pumps using pressurised reservoirs, e.g. pressurised by means of pistons
    • A61M5/1452Pressure infusion, e.g. using pumps using pressurised reservoirs, e.g. pressurised by means of pistons pressurised by means of pistons
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
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    • A61M5/148Pressure infusion, e.g. using pumps using pressurised reservoirs, e.g. pressurised by means of pistons flexible, e.g. independent bags

Definitions

  • the present invention relates to an infusion device comprising a cylinder in which a piston is slidably mounted, this cylinder having an opening for receiving a flexible bag containing the liquid to be infused.
  • Devices of this type are known which are used especially in chemotherapy for oncological treatments. These devices are containers containing an elastomeric wall bag provided with a filling opening and a dispensing conduit. The bag is filled with the volume of liquid to be infused and the liquid is then flushed through the dispensing conduit by the force of the elastic wall of the bag. Then the device is discarded. Since an oncological treatment usually involves the infusion of 12 doses for a patient, this treatment requires 12 disposable devices.
  • syringe pushers used to perform injections or infusions using disposable syringes actuated by an engine drive device to push the piston of the syringe at a rate controlled by the drive motor pro - grammable.
  • Such devices are especially used for anesthesia, several devices being programmed to operate syringes containing different anesthetic products. Such systems pose congestion problems.
  • An anesthesia station may have several syringe pumps connected to a common infusion line, so that such a station occupies a significant place.
  • the volume of waste and the amount of material generated by the empty syringes are important.
  • the object of the present invention is to overcome, at least in part, these disadvantages.
  • the present invention relates to an enteral or parenteral infusion device such as that defined by claim 1.
  • This invention also relates to a flexible bag for use in this device.
  • the main advantage of this device lies in the fact that the side wall of the pocket is folded into accordion in regular folds, occupying a very small volume. With this control of the folding of the wall of the flexible bag, the volume of the flexible bag has a determined correlation with the axial position of the piston in the cylindrical body.
  • the volume of material forming the wall of the flexible bag is less than 1% of the volume contained in said pocket.
  • the flexible pouch is PE polyethylene or PP polypropylene with a thickness of the order of 35 microns.
  • This pocket could also be made of a laminate comprising, in known manner, a metallized layer to prevent the evaporation of liquid.
  • the side wall of this cylinder is advantageously made of PE or PP.
  • the choice of this material also makes it possible to really achieve a cylinder without any taper, which is necessary according to the materials used to allow demolding. In the case where one would like to make a non-disposable device, it could be anodized aluminum.
  • a vent is preferably provided in the wall of the piston.
  • this vent is formed by a hydrophobic porous material, to prevent the passage of liquid in case of leakage of the flexible bag.
  • the piston is driven by a motor actuating a screw.
  • it is a telescopic screw in two, three, or even four sections to reduce the bulk of the drive mechanism and reduce the overall size of the device.
  • the section of the cylinder may comprise four segments of alternating circles of two different radii. This flattened section facilitates the storage of the device in a blouse pocket for example, in the case of a portable application.
  • the piston of the device is of polyethylene or polypropylene.
  • the lid closing the opening for receiving the flexible bag is in two parts assembled to one another and to the cylinder by latching means or a slide.
  • Figure 1 is a top view of the device;
  • Figure 2 is an elevational sectional view along the line II-II of Figure 1, in a first position of the piston;
  • Figure 3 is an elevational sectional view along the line III-III of Figure 1, in a second position of the piston;
  • Figure 4 is an enlarged partial view of Figure 3;
  • Figure 5 is a perspective view of the device, separate cover of the cylindrical body;
  • Figure 6 is a sectional elevational view of the second embodiment, in a first extreme position of the piston;
  • Figure 7 is a sectional elevational view of the second embodiment, rotated 90 ° clockwise with respect to Figure 6 and in the other end position of the piston;
  • Figure 8 is an enlarged partial view of Figure 6;
  • FIG. 9 is a plan view of a flattened flexible pouch used in the infusion device, with the indication of characteristic parameters;
  • Figure 10 is a longitudinal sectional view of the housing of the device with the indication of characteristic parameters;
  • Figure 11 is a diagram of the size of the folds as a function of the thickness of the wall of the flexible bag;
  • Figure 12 is a perspective view of the upper end of the second embodiment in the open position of the housing of the device;
  • Figure 13 is an axial torque view of a valve mounted on the liquid distribution conduit;
  • Figure 14 is a partial perspective view of an element illustrated in Figures 12 and 15;
  • FIG. 15 is a perspective view of the end of the flexible pouch illustrated in FIG. 12.
  • the first embodiment that will be described relates to an enteral or parenteral infusion device illustrated in Figures 1 and 2 which comprises a cylindrical body 1, preferably non-circular, whose section comprises four segments of alternating circles of two radii different as shown in Figure 1.
  • This shape of the section is preferred to that of a rectangle with rounded corners in that this section has no straight segment, which is an advantage in the particular case for the reason that it will be explained later.
  • This cylindrical body 1 encloses a piston 2 whose axial displacement is controlled by a telescopic screw 3 comprising three segments as seen more particularly in FIG. 3.
  • This screw is driven by an electric motor 4, preferably a stepping motor. , or brushless, powered by a battery 5 and controlled by an electronic programmer 6.
  • the cylindrical body 1 is closed at its front end by a lid formed of two parts 7a, 7b each provided with a latching element 8a, 8b intended to snap into complementary openings 8c, respectively 8d, to maintain the two halves 7a, 7b assemblies.
  • the edge of each half 7a, 7b adjacent to the front end of the cylindrical body has a groove 9a, respectively 9b, while a groove 10 is formed near the front end of the cylindrical body 1, at the same distance from the front edge of this cylindrical body as the distance between the grooves 9a, 9b of the rear edges of the two halves of the lid 7a, 7b.
  • the solid portions of the walls of the lid 7a, 7b and the cylindrical body 1 located between the grooves and the respective edges of the cylindrical body and the cover fit into these grooves 9a, 9b, 10 and secure the lid 7a , 7b and the cylindrical body 1.
  • the piston 2 comprises in the example of Figures 2 and 3 a rear portion 2a of larger diameter slidably mounted against the side wall of the cylindrical body 1 and a front portion 2b of smaller diameter.
  • An endless flexible lip 11 extends over the entire periphery of the piston 2 and flares out to the outside and towards the front of the piston 2. The cross section of the front end of this lip 11 in the free state is greater than that of the internal section of the cylindrical body.
  • the free volume formed between the piston 2 and the cover 7a, 7b closing the front end of the cylindrical body 1 is intended to receive a sealed flexible bag 12 provided with a filling valve 13 and a distribution duct 14, controlled at its end by a dispensing valve 15 for maintaining a pressure inside the flexible bag 12 throughout the distribution of the liquid under the pressure exerted by the piston 2.
  • the dispensing valve at the end of the conduit serves to maintain a pressure in the pocket 12, thus against the side wall of the pocket 12 in contact with the side wall of the cylindrical body 1 and serves to promote a folding of the accordion side wall with regular folds as small as possible.
  • the dispensing valve also serves to prevent loss of infusion fluid upon connection to the patient and at the end of the infusion.
  • the wall of the flexible bag 12 is as thin as possible.
  • the flexible bag 12 is made of polyethylene or polypropylene with a thickness of a few tens of microns, typically 35 microns. With such a thickness, the volume of the side wall of the flexible pouch once completely folded accordion, corresponds to less than 1% of the maximum injection volume of the flexible pouch 12, even less than 0.5% of this volume.
  • the small interstitial volumes are also limited to the same order of magnitude.
  • the pressure prevailing in the flexible pouch 12 and the small thickness of the wall of this pouch 12 make it possible to maintain a determined correlation between the volume of this pouch pocket and the axial position of the piston 2 in the cylindrical body 1, ensuring a flow rate equal to that of a syringe pump.
  • FIG. 3 shows the volume of the clearance formed between the wall of the front part 2a of the piston 2 and the wall of the cylindrical body 1, in this case that of the cover 7a, 7b, chosen to receive the side wall of the flexible bag 12 driven and folded by said flexible lip 11 at the end of the displacement of the piston 2 towards the front.
  • the flexible lip 11 can drive the wall of the flexible bag 12, it must be able to slide against the wall of the cylindrical body 1.
  • polyethylene or polypropylene to form the flexible bag.
  • the same materials can advantageously be used to form the cylindrical body 1 and the piston 2. These materials are also useful for allowing the cylindrical body 1 to be unmolded without requiring a slight clearance, as is the case for other materials such as polycarbonate. - bonate.
  • the side wall of the cylindrical body is effectively cylindrical, in particular for driving the wall of the flexible bag 12 by the flexible lip 11.
  • Another non-ambulatory embodiment can be made of aluminum.
  • the wall of the piston 2 has a vent 2c ( Figure 2) formed by a porous hydrophobic material to allow the evacuation of air between the piston 2 and the flexible bag 12.
  • a hydrophobic vent 2c prevents the passage of liquid, which is a guarantee that the treatment product can not escape the infusion device in case of leakage of the flexible bag 12.
  • a distribution duct 14 is fixed to a connector 16, itself fixed inside the pocket 2.
  • the vent 2c can be replaced by a conduit which serves to evacuate any leakage of liquid to the outside of the device.
  • the flexible lip 11 ' is adjacent to the front end of the piston 2' and to an annular clearance 2 '' formed in the front face of the piston 2 'to receive the wall the soft pouch as it folds.
  • the second embodiment of the invention serves to replace the electromechanical syringe pumps used in the operating room, recovery room, hospital and outpatient. In these applications, accuracy is important because the doses to be infused are very variable.
  • the device of this invention makes it possible to use a constant diameter of piston-cylinder, typically of 0 28 mm for 4 volumes of disposable soft bags made of very fine PE of volume 5 - 10 - 20 and 50 ml, corresponding to dimensions respective axial dimensions of flexible pouches of 8.1 - 16.2 - 32.5 - 81.2 mm.
  • the advantages are the practical and economical aspect of a pre-filled flexible pouch (or not) as well as the precision that can be obtained if one takes into account the elements exposed below.
  • the ecological advantage is important if we compare the discarded material of a 50 ml syringe (35 gr of PP) plus a glass vial containing the drug against 1 to 2 gr for the flexible pouch PE used in the device object of the invention.
  • the device according to the second embodiment differs from that of the first embodiment essentially in that the cylindrical housing body intended to receive the flexible bag 12 'is of circular section. lar.
  • the battery 5 'and the electronics 6' are housed beside the drive screw 3 'of the piston 2' and the cylindrical housing body 1 containing the flexible bag 12 '.
  • the geared motor 4 ' is used to drive the screw 3'.
  • the desired flow rate accuracy is at least 10%, but preferably 1%. To arrive at such a precision, it is necessary to work on two sources of error, one linked to the mechanism, the other to the flexible pocket:
  • the embodiment shown shows the driving screw 3 'mounted in the axis of the cylindrical body. This limits the games and especially the bending of a pusher off the usual syringe pushers.
  • the second source of error is related to the air volumes trapped between the flexible pouch 12 'and the body l' with cylindrical housing.
  • the flexible bag must be delivered without any bubbles, so perfectly pre-purged first to avoid the risk of embolism and for reasons of precision. We will see further the additional purge safety operation.
  • the cartridge being made either from of low elastic sheets of PE or PP (or other), either from an extruded and then flattened tubular element, the passage to a volume of generally cylindrical shape can be advantageously done in the following manner:
  • the pocket 12 ' is formed either from two welded hexagonal sheets or from an extruded tubular element flattened to form the conical ends (FIG. 9).
  • this hexagonal pocket comprises two isosceles triangles each formed by two opposite opposite faces respectively of the hexagon, intended to form the conical parts of the flexible bag once it is filled with liquid and thus passing from an element.
  • two-dimensional to a three-dimensional element, while the other two opposite sides of the hexagon will form the cylindrical wall of the flexible bag once it filled with liquid.
  • a distribution duct 14 is inserted between the two hexagonal sheets at the top of one of the isosceles triangles.
  • the flexible pouch is made of laminate having a metallized layer to prevent the evaporation of the liquid.
  • the connector 16 ' has a particular shape and function, as illustrated by FIGS. 12, 14 and 15.
  • This connector comprises an upper part 16' a and a lower part 16 'b.
  • the upper part is shaped to cooperate with a slide 17a of a slider 17 mounted on the end of the body in which is formed the cylindrical housing of the pocket 12 '.
  • the lower part 16 'b is intended to be introduced into the pocket 12 'and ends with an inclined face with the same angle as the conical end of the piston 2'.
  • the conical end of the flexible pouch 12 ' is shaped to cover the lower part of the connector 16' and is fixed to it by a weld or glue 18.
  • the isosceles triangles intended to form the conical ends are formed by welding and cutting along the welds.
  • the end which must receive the connector 16' must be shaped to allow to wrap this connector without losing its conical general shape.
  • this pocket 12 'thus forms a cylinder with two conical ends.
  • the conical end of the pocket 12' adjacent to the conical piston 2 ' will progressively become a reentrant cone, starting from its center towards its cylindrical side wall until it takes the form of the piston 2 '.
  • This arrangement no longer requires excessive filling of the flexible pouch and minimizes wrinkling when the flexible pouch changes from its two-dimensional hexagonal shape to its cylindrical shape with conical ends after filling, minimizing the wrinkled areas.
  • a radius r between 0.5 and 15 mm, preferably between 3 mm and 7 mm, preferably 5 mm is provided at the link between the sides of the hexagon forming the flexible pouch.
  • the piston head 2 ' must have the same angle as the end of the cylindrical body 1'.
  • the diameter of the flexible bag must correspond to at least 80% of the diameter of the cylindrical body 1 ', but advantageously correspond to 99% of this diameter. .
  • the diameter of the flexible pouch corresponds to a maximum of 110% of the diameter of the cylinder, but advantageously to 101%.
  • the diameter of the flexible bag must be at most 99% to let the air and at least 98% of the diameter of the cylindrical body, so as not to deform too much the pocket and risk a break.
  • FIG. 11 shows the variation in radius of the cylin ⁇ drique portion of the flexible bag folded according to the thickness of its wall. It can be seen that the variation of radius corresponding to the width of the folds does not exceed 1 mm up to a thickness of 40 ⁇ m. Beyond, the width of the folds increases rapidly.
  • the last important factor in obtaining good accuracy is to dispense the liquid from the flexible bag while maintaining a minimum internal pressure.
  • the pressure in the chamber can fluctuate between 0, or the venous pressure of 5.10 3 Pa less 5.10 3 Pa due to a 0.5 m tubing with the patient located 0.5 m below the device, and 1, 2.10 5 Pa maximum if the user injects for example contrast liquid through very fine capillaries. It should not become negative at the risk of emptying the cartridge into the patient, which can have catastrophic consequences.
  • Maintaining at a minimum pressure can be done using a silicone-type dome valve 15 for example, advantageously housed in the connector (for example a Luer connector) located at the end of the distribution duct 14 (see FIG. Figures 12 and 13).
  • This valve 15 will have the other advantage of eliminating the risk of drug leakage in case of disconnection and acts as a security, in case the distribution conduit 14 would be depressed by other devices connected to the system.
  • This valve allows the filling of the cartridge and opens in the emptying direction at a pressure of 10 kPa to 300 kPa, preferably 110 kPa ⁇ 10 kPa to eliminate any risk of inadvertent emptying by possible suction generated by other instruments connected to the patient - pump - syringe circuit.
  • ambulatory without suction device can work at 20 kPa, which reduces the energy consumption.
  • a vigorous purge generating a piston end-of-stroke shock when it meets the flexible bag removes residual air trapped between the flexible pouch and the body.
  • Tubular in which it is housed Vents 2c about 0.5 mm in diameter ( Figure 2), located in the piston 2 and the end of the cylindrical body allow the evacuation of air.
  • An "orange peel" surface or fine ridges on the wall of the cylindrical body also make it possible to eliminate the air trapped during the introduction of the flexible pouch.
  • the purge pressure is the maximum pressure generated by the motorization dimensioned to reach 10 5
  • Another quality required for an injection device is to retain only a very small residual volume. Indeed, some drugs injected are very expensive or very toxic.
  • the front portion 2b of smaller diameter of the piston head 2 household between the piston and the cylindrical body 1 a volume close to the volume occupied by the side wall of the flexible pouch 12 folded accordion.
  • a cartridge thickness of the order of 30 .mu.m makes it possible to limit the residual volume to approximately 1% of the initial volume of the flexible pouch 12, which is of the order of magnitude of the volume of liquid lost in the hose. 'injection.

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Abstract

The invention relates to an infusion device including a cylindrical body (1), one end of which is closed and the other end of which is open so as to receive a plunger (2), and comprising a means for inserting therein a flexible bag (12) of liquid to be infused that comprises a passage for dispensing through the closed end thereof. Said dispensing passage is controlled by a valve (15), the opening of which is selected so as to respond to a predetermined positive pressure inside the bag and caused by the plunger, the wall of the flexible bag having a thickness less than 150 μm such that the bag wall contacting the side wall of the cylindrical body folds up in an accordion-like fashion in an annular area adjacent to the side wall under the pressure exerted by the plunger so that the volume of the flexible bag has a predetermined correlation with the axial position of the plunger in the cylindrical body.

Description

DISPOSITIF DE PERFUSION INFUSION DEVICE
La présente invention se rapporte à un dispositif de perfusion comprenant un cylindre dans lequel un piston est monté coulissant, ce cylindre comportant une ouverture pour recevoir une poche souple contenant le liquide à perfuser.The present invention relates to an infusion device comprising a cylinder in which a piston is slidably mounted, this cylinder having an opening for receiving a flexible bag containing the liquid to be infused.
On connait des dispositifs de ce genre utilisés notamment en chimiothérapie pour des traitements oncologiques . Ces dispositifs sont des récipients contenant une poche à paroi élastomère munie d'une ouverture de remplissage et d'un conduit de distribution. La poche est remplie du volume de liquide à perfuser et le liquide est ensuite chassé à travers le conduit de distribution par la force de la paroi élastique de la poche. Ensuite le dispositif est jeté. Compte tenu qu'un traitement oncologique comporte en général la perfusion de 12 doses pour un malade, ce traitement nécessite 12 dispositifs jetables.Devices of this type are known which are used especially in chemotherapy for oncological treatments. These devices are containers containing an elastomeric wall bag provided with a filling opening and a dispensing conduit. The bag is filled with the volume of liquid to be infused and the liquid is then flushed through the dispensing conduit by the force of the elastic wall of the bag. Then the device is discarded. Since an oncological treatment usually involves the infusion of 12 doses for a patient, this treatment requires 12 disposable devices.
Par ailleurs, il n'est pas possible avec un tel dispositif de moduler dans le temps le débit de la perfusion, celui- ci étant donné par la force exercée sur le liquide par la paroi élastique de la poche et par la perte de charge dans une restriction en verre calibré.Moreover, it is not possible with such a device to modulate in time the flow rate of the infusion, the latter being given by the force exerted on the liquid by the elastic wall of the bag and by the pressure drop in a calibrated glass restriction.
L'utilisation de poches souples jetables pose notamment le problème pour distribuer la quasi-totalité du produit con- tenu dans la poche souple. En effet, le volume de la poche repliée est généralement non négligeable en raison de l'épaisseur de sa paroi et des volumes de liquide résiduel restant entre les plis.The use of disposable flexible bags poses the problem of distributing almost all the product contained in the flexible pouch. Indeed, the volume of the folded pocket is generally significant because of the thickness of its wall and residual liquid volumes remaining between the folds.
On a tenté d'obtenir le repliement sur elle-même de la paroi latérale de la poche souple, ce qui permettrait de la vider quasi complètement. Malheureusement, les essais ont montré que ce repliement idéal n'est pas réalisable et que la paroi latérale se replie toujours plus ou moins en accordéon. Ceci pose deux problèmes, celui du volume perfusé par rapport au volume de liquide contenu dans la poche. Si ce volume est significatif, par exemple plus de 1 à 2%, le malade n'a pas reçu une partie significative de son traitement. Le second problème est celui de l'élimination des poches souples, lorsque celles-ci contiennent encore une quantité significative de produit, compte tenu de la dangerosité des produits de traitement oncologiques, par exemple cytotoxi- ques . On connait aussi des dispositifs appelés pousse-seringues utilisés pour réaliser des injections ou des perfusions à l'aide de seringues jetables actionnées par un dispositif d'entraînement moteur destiné à pousser le piston de la seringue à débit contrôlé par le moteur d'entraînement pro- grammable.Attempts were made to fold the flexible pouch sidewall on itself, which would allow it to be almost completely emptied. Unfortunately, tests have shown that this ideal folding is not feasible and that the side wall folds more or less accordion. This poses two problems, that of the volume infused with respect to the volume of liquid contained in the pocket. If this volume is significant, for example more than 1 to 2%, the patient has not received a significant part of his treatment. The second problem is that of the elimination of the flexible bags, when they still contain a significant amount of product, taking into account the dangerousness of the oncological treatment products, for example cytotoxic. Also known are devices called syringe pushers used to perform injections or infusions using disposable syringes actuated by an engine drive device to push the piston of the syringe at a rate controlled by the drive motor pro - grammable.
De tels dispositifs sont notamment utilisés pour l'anes- thésie, plusieurs dispositifs étant programmés pour actionner des seringues contenant différents produits d' anesthésie . De tels systèmes posent des problèmes d'encombrement. Une sta- tion d' anesthésie peut comporter plusieurs pousse-seringues reliés à un conduit de perfusion commun, en sorte qu'une telle station occupe une place non négligeable. En outre, le volume de déchet et la quantité de matière engendrés par les seringues vides sont importants. Le but de la présente invention est de remédier, au moins en partie, à ces inconvénients.Such devices are especially used for anesthesia, several devices being programmed to operate syringes containing different anesthetic products. Such systems pose congestion problems. An anesthesia station may have several syringe pumps connected to a common infusion line, so that such a station occupies a significant place. In addition, the volume of waste and the amount of material generated by the empty syringes are important. The object of the present invention is to overcome, at least in part, these disadvantages.
A cet effet la présente invention a pour objet un dispositif de perfusion entérale ou parentérale tel que celui défini par la revendication 1. Cette invention a également pour objet une poche souple destinée à être utilisée dans ce dispositif.For this purpose, the present invention relates to an enteral or parenteral infusion device such as that defined by claim 1. This invention also relates to a flexible bag for use in this device.
L'avantage principal de ce dispositif réside dans le fait que la paroi latérale de la poche est repliée en accordéon en plis réguliers, occupant un très faible volume. Grâce à ce contrôle du repliement de la paroi de la poche souple, le volume de la poche souple présente une corrélation déterminée avec la position axiale du piston dans le corps cylindrique.The main advantage of this device lies in the fact that the side wall of the pocket is folded into accordion in regular folds, occupying a very small volume. With this control of the folding of the wall of the flexible bag, the volume of the flexible bag has a determined correlation with the axial position of the piston in the cylindrical body.
Ceci permet de contrôler le débit de façon aussi précise qu'avec une seringue à piston, à la différence qu'une fois vide, le volume de la poche souple est réduit à une très faible fraction du volume initial. Un tel dispositif permet également de réduire sensiblement l'encombrement.This makes it possible to control the flow as accurately as with a piston syringe, with the difference that once empty, the volume of the flexible bag is reduced to a very small fraction of the initial volume. Such a device also reduces substantially the size.
De préférence, le volume de matière, formant la paroi de la poche souple, est inférieur à 1% du volume contenu dans ladite poche.Preferably, the volume of material forming the wall of the flexible bag is less than 1% of the volume contained in said pocket.
Avantageusement la poche souple est en polyéthylène PE ou en polypropylène PP d'une épaisseur de l'ordre de 35 μm. Cette poche pourrait aussi être réalisée en un stratifié comportant, de façon connue une couche métallisée pour empêcher l' évaporation de liquide.Advantageously, the flexible pouch is PE polyethylene or PP polypropylene with a thickness of the order of 35 microns. This pocket could also be made of a laminate comprising, in known manner, a metallized layer to prevent the evaporation of liquid.
Pour faciliter le glissement de la paroi latérale de la poche souple poussée par la lèvre souple sans fin contre la paroi latérale du cylindre, la paroi latérale de ce cylindre est avantageusement réalisée en PE ou en PP. Le choix de cette matière permet aussi de vraiment réaliser un cylindre sans aucune conicité, laquelle est nécessaire suivant les matières utilisées pour permettre le démoulage. Dans le cas où on désirerait faire un dispositif non jetable, celui-ci pourrait être en aluminium éloxé.To facilitate the sliding of the side wall of the flexible bag pushed by the endless flexible lip against the side wall of the cylinder, the side wall of this cylinder is advantageously made of PE or PP. The choice of this material also makes it possible to really achieve a cylinder without any taper, which is necessary according to the materials used to allow demolding. In the case where one would like to make a non-disposable device, it could be anodized aluminum.
Pour éviter qu'une poche d'air ne se forme entre le piston et la poche souple, un évent est ménagé de préférence dans la paroi du piston. Avantageusement cet évent est formé par une matière poreuse hydrophobe, pour empêcher le passage de liquide en cas de fuite de la poche souple. Avantageusement, le piston est entraîné par un moteur actionnant une vis. De préférence, il s'agit d'une vis téles- copique en deux, trois, voire quatre sections pour réduire l'encombrement du mécanisme d'entraînement et réduire l'en- combrement total du dispositif.To prevent an air pocket from forming between the piston and the flexible bag, a vent is preferably provided in the wall of the piston. Advantageously this vent is formed by a hydrophobic porous material, to prevent the passage of liquid in case of leakage of the flexible bag. Advantageously, the piston is driven by a motor actuating a screw. Preferably, it is a telescopic screw in two, three, or even four sections to reduce the bulk of the drive mechanism and reduce the overall size of the device.
La section du cylindre peut comporter quatre segments de cercles alternés de deux rayons différents. Cette section aplatie facilite le rangement du dispositif dans une poche de blouse par exemple, dans le cas d'une application portable. De préférence, le piston du dispositif est en polyéthy- lène ou en polypropylène .The section of the cylinder may comprise four segments of alternating circles of two different radii. This flattened section facilitates the storage of the device in a blouse pocket for example, in the case of a portable application. Preferably, the piston of the device is of polyethylene or polypropylene.
Avantageusement, le couvercle fermant l'ouverture pour recevoir la poche souple est en deux parties assemblées l'une à l'autre et au cylindre par des moyens d' encliquetage ou d'une glissière.Advantageously, the lid closing the opening for receiving the flexible bag is in two parts assembled to one another and to the cylinder by latching means or a slide.
Les dessins annexés illustrent, schématiquement et à titre d'exemple, deux formes d'exécution et une variante du dispositif objet de la présente invention.The accompanying drawings illustrate, schematically and by way of example, two embodiments and a variant of the device object of the present invention.
La figure 1 est une vue de dessus du dispositif; la figure 2 est une vue en élévation en coupe selon la ligne II-II de la figure 1, dans une première position du piston; la figure 3 est une vue en élévation en coupe selon la ligne III-III de la figure 1, dans une seconde position du piston; la figure 4 est une vue partielle agrandie de la figure 3; la figure 5 est une vue en perspective du dispositif, couvercle séparé du corps cylindrique; la figure 6 est une vue en élévation en coupe de la seconde forme d'exécution, dans une première position extrême du piston; la figure 7 est une vue en élévation en coupe de la seconde forme d'exécution, tournée de 90° dans le sens des aiguilles d'une montre par rapport à la figure 6et dans l'autre position extrême du piston; la figure 8 est une vue partielle agrandie de la figure 6; la figure 9 est une vue en plan d' une poche souple aplatie utilisée dans le dispositif de perfusion, avec l'indication de paramètres caractéristiques; la figure 10 est une vue en coupe longitudinale du logement du dispositif avec l'indication de paramètres caractéristiques; la figure 11 est un diagramme de la dimension des plis en fonction de l'épaisseur de la paroi de la poche souple; la figure 12 est une vue en perspective de l'extrémité supérieure de la seconde forme d'exécution en position d'ouverture du logement du dispositif; la figure 13 est une vue en couple axiale d'une valve montée sur le conduit de distribution du liquide; la figure 14 est une vue partielle en perspective d'un élément illustré par les figures 12 et 15; la figure 15 est une vue en perspective de l'extrémité de la poche souple illustrée par la figure 12.Figure 1 is a top view of the device; Figure 2 is an elevational sectional view along the line II-II of Figure 1, in a first position of the piston; Figure 3 is an elevational sectional view along the line III-III of Figure 1, in a second position of the piston; Figure 4 is an enlarged partial view of Figure 3; Figure 5 is a perspective view of the device, separate cover of the cylindrical body; Figure 6 is a sectional elevational view of the second embodiment, in a first extreme position of the piston; Figure 7 is a sectional elevational view of the second embodiment, rotated 90 ° clockwise with respect to Figure 6 and in the other end position of the piston; Figure 8 is an enlarged partial view of Figure 6; Fig. 9 is a plan view of a flattened flexible pouch used in the infusion device, with the indication of characteristic parameters; Figure 10 is a longitudinal sectional view of the housing of the device with the indication of characteristic parameters; Figure 11 is a diagram of the size of the folds as a function of the thickness of the wall of the flexible bag; Figure 12 is a perspective view of the upper end of the second embodiment in the open position of the housing of the device; Figure 13 is an axial torque view of a valve mounted on the liquid distribution conduit; Figure 14 is a partial perspective view of an element illustrated in Figures 12 and 15; FIG. 15 is a perspective view of the end of the flexible pouch illustrated in FIG. 12.
La première forme d'exécution qui sera décrite se rapporte à un dispositif de perfusion entérale ou parentérale illustré par les figures 1 et 2 qui comporte un corps cylindrique 1, de préférence non circulaire, dont la section comporte quatre segments de cercles alternés de deux rayons différents, comme illustré par la figure 1. Cette forme de la section est préférée à celle d'un rectangle à angles arrondis dans la mesure où cette section ne comporte aucun segment droit, ce qui est un avantage dans le cas particulier pour la raison que l'on expliquera par la suite. Ce corps cylindrique 1 renferme un piston 2 dont le déplacement axial est commandé par une vis télescopique 3 comportant trois segments comme on le voit plus particulièrement sur la figure 3. Cette vis est entraînée par un moteur électrique 4, de préférence un moteur pas à pas, ou sans balai, alimenté par une batterie 5 et commandé par un programmateur électronique 6.The first embodiment that will be described relates to an enteral or parenteral infusion device illustrated in Figures 1 and 2 which comprises a cylindrical body 1, preferably non-circular, whose section comprises four segments of alternating circles of two radii different as shown in Figure 1. This shape of the section is preferred to that of a rectangle with rounded corners in that this section has no straight segment, which is an advantage in the particular case for the reason that it will be explained later. This cylindrical body 1 encloses a piston 2 whose axial displacement is controlled by a telescopic screw 3 comprising three segments as seen more particularly in FIG. 3. This screw is driven by an electric motor 4, preferably a stepping motor. , or brushless, powered by a battery 5 and controlled by an electronic programmer 6.
Le corps cylindrique 1 est fermé à son extrémité avant par un couvercle formé de deux parties 7a, 7b munies chacune d'un élément d' encliquetage 8a, 8b destiné à s' encliqueter dans des ouvertures complémentaires 8c, respectivement 8d, pour maintenir les deux moitiés 7a, 7b assemblées. Le bord de chaque moitié 7a, 7b adjacent à l'extrémité avant du corps cylindrique comporte une rainure 9a, respectivement 9b, alors qu'une rainure 10 est ménagée à proximité de l'extrémité avant du corps cylindrique 1, à la même distance du bord avant de ce corps cylindrique que la distance séparant les rainures 9a, 9b des bords arrières des deux moitiés du couvercle 7a, 7b. Grâce à cette disposition, les portions pleines des parois du couvercle 7a, 7b et du corps cylindrique 1 situées entre les rainures et les bords respectifs du corps cylindrique et du couvercle s'emboîtent dans ces rainures 9a, 9b, 10 et solidarisent le couvercle 7a, 7b et le corps cylindrique 1. Pour séparer ce couvercle 7a, 7b du corps cylindrique 1, il suffit de dégager les éléments d' encliquetage 8a, 8b des ouvertures complémentaires 8c, respectivement 8d et d'éloigner les deux parties 7a, 7b l'une de l'autre.The cylindrical body 1 is closed at its front end by a lid formed of two parts 7a, 7b each provided with a latching element 8a, 8b intended to snap into complementary openings 8c, respectively 8d, to maintain the two halves 7a, 7b assemblies. The edge of each half 7a, 7b adjacent to the front end of the cylindrical body has a groove 9a, respectively 9b, while a groove 10 is formed near the front end of the cylindrical body 1, at the same distance from the front edge of this cylindrical body as the distance between the grooves 9a, 9b of the rear edges of the two halves of the lid 7a, 7b. With this arrangement, the solid portions of the walls of the lid 7a, 7b and the cylindrical body 1 located between the grooves and the respective edges of the cylindrical body and the cover fit into these grooves 9a, 9b, 10 and secure the lid 7a , 7b and the cylindrical body 1. To separate the cover 7a, 7b of the cylindrical body 1, it is sufficient to disengage the latching elements 8a, 8b of the complementary openings 8c, respectively 8d and to move the two parts 7a, 7b away. one of the other.
Le piston 2 comporte dans l'exemple des figures 2 et 3 une partie arrière 2a de plus grand diamètre montée coulissante contre la paroi latérale du corps cylindrique 1 et une partie avant 2b de plus petit diamètre. Une lèvre souple sans fin 11 s'étend sur toute la périphérie du piston 2 et s'évase vers l'extérieur et vers l'avant du piston 2. La section droite de l'extrémité avant de cette lèvre 11 à l'état libre est supérieure à celle de la section interne du corps cylindrique . Le volume libre ménagé entre le piston 2 et le couvercle 7a, 7b fermant l'extrémité avant du corps cylindrique 1 est destiné à recevoir une poche souple étanche 12 munie d'une valve de remplissage 13 et d'un conduit de distribution 14, contrôlé à son extrémité par une valve de distribution 15 destinée à maintenir une pression à l'intérieur de la poche souple 12 tout au long de la distribution du liquide sous la pression exercée par le piston 2. La valve de distribution à l'extrémité du conduit sert à maintenir une pression dans la poche 12, donc contre la paroi latérale de la poche 12 en contact avec la paroi latérale du corps cylindrique 1 et sert à favoriser un repliement de cette paroi latérale en accordéon avec des plis réguliers aussi petits que possible. La valve de distribution sert aussi à éviter une perte de liquide à perfuser lors de la connexion au patient et a la fin de la perfusion.The piston 2 comprises in the example of Figures 2 and 3 a rear portion 2a of larger diameter slidably mounted against the side wall of the cylindrical body 1 and a front portion 2b of smaller diameter. An endless flexible lip 11 extends over the entire periphery of the piston 2 and flares out to the outside and towards the front of the piston 2. The cross section of the front end of this lip 11 in the free state is greater than that of the internal section of the cylindrical body. The free volume formed between the piston 2 and the cover 7a, 7b closing the front end of the cylindrical body 1 is intended to receive a sealed flexible bag 12 provided with a filling valve 13 and a distribution duct 14, controlled at its end by a dispensing valve 15 for maintaining a pressure inside the flexible bag 12 throughout the distribution of the liquid under the pressure exerted by the piston 2. The dispensing valve at the end of the conduit serves to maintain a pressure in the pocket 12, thus against the side wall of the pocket 12 in contact with the side wall of the cylindrical body 1 and serves to promote a folding of the accordion side wall with regular folds as small as possible. The dispensing valve also serves to prevent loss of infusion fluid upon connection to the patient and at the end of the infusion.
Avantageusement, la paroi de la poche souple 12 est aussi mince que possible. Dans un exemple préféré, la poche souple 12 est en polyéthylène ou en polypropylène avec une épaisseur de quelques dizaines de microns, typiquement 35 μm. Avec une telle épaisseur, le volume de la paroi latérale de la poche souple une fois complètement repliée en accordéon, correspond à moins de 1% du volume d'injection maximum de la poche souple 12, même à moins de 0,5% de ce volume. Les petits volumes interstitiels sont aussi limités au même ordre de grandeur.Advantageously, the wall of the flexible bag 12 is as thin as possible. In a preferred example, the flexible bag 12 is made of polyethylene or polypropylene with a thickness of a few tens of microns, typically 35 microns. With such a thickness, the volume of the side wall of the flexible pouch once completely folded accordion, corresponds to less than 1% of the maximum injection volume of the flexible pouch 12, even less than 0.5% of this volume. The small interstitial volumes are also limited to the same order of magnitude.
La pression régnant dans la poche souple 12 et la faible épaisseur de la paroi de cette poche 12 permettent de maintenir une corrélation déterminée entre le volume de cette poche et la position axiale du piston 2 dans le corps cylindrique 1, garantissant une régularité de débit égale à celle d'un pousse seringue.The pressure prevailing in the flexible pouch 12 and the small thickness of the wall of this pouch 12 make it possible to maintain a determined correlation between the volume of this pouch pocket and the axial position of the piston 2 in the cylindrical body 1, ensuring a flow rate equal to that of a syringe pump.
La figure 3 montre le volume du dégagement ménagé entre la paroi de la partie avant 2a du piston 2 et la paroi du corps cylindrique 1, en l'occurrence celle du couvercle 7a, 7b, choisi pour recevoir la paroi latérale de la poche souple 12 entraînée et repliée par ladite lèvre souple 11 à la fin du déplacement du piston 2 vers l'avant. Pour que la lèvre souple 11 puisse entraîner la paroi de la poche souple 12, il faut que celle-ci puisse glisser contre la paroi du corps cylindrique 1. On a déjà mentionné le polyéthylène ou le polypropylène pour former la poche souple. On peut avantageusement utiliser les mêmes matières pour former le corps cylindrique 1 et le piston 2. Ces matières sont aussi utiles pour permettre le démoulage du corps cylindrique 1 sans nécessiter une légère dépouille comme c'est le cas pour d'autres matières comme le polycar- bonate. Or il est important que la paroi latérale du corps cylindrique soit effectivement cylindrique, en particulier pour l'entraînement de la paroi de la poche souple 12 par la lèvre souple 11. Une autre exécution non ambulatoire peut être réalisée en aluminium.FIG. 3 shows the volume of the clearance formed between the wall of the front part 2a of the piston 2 and the wall of the cylindrical body 1, in this case that of the cover 7a, 7b, chosen to receive the side wall of the flexible bag 12 driven and folded by said flexible lip 11 at the end of the displacement of the piston 2 towards the front. So that the flexible lip 11 can drive the wall of the flexible bag 12, it must be able to slide against the wall of the cylindrical body 1. It has already been mentioned polyethylene or polypropylene to form the flexible bag. The same materials can advantageously be used to form the cylindrical body 1 and the piston 2. These materials are also useful for allowing the cylindrical body 1 to be unmolded without requiring a slight clearance, as is the case for other materials such as polycarbonate. - bonate. Now it is important that the side wall of the cylindrical body is effectively cylindrical, in particular for driving the wall of the flexible bag 12 by the flexible lip 11. Another non-ambulatory embodiment can be made of aluminum.
De préférence, la paroi du piston 2 présente un évent 2c (Figure 2) formé par une matière poreuse hydrophobe pour permettre l'évacuation de l'air entre le piston 2 et la poche souple 12. Un tel évent 2c hydrophobe empêche le passage de liquide, ce qui constitue une garantie que du produit de traitement ne puisse s'échapper du dispositif de perfusion en cas de fuite de la poche souple 12.Preferably, the wall of the piston 2 has a vent 2c (Figure 2) formed by a porous hydrophobic material to allow the evacuation of air between the piston 2 and the flexible bag 12. Such a hydrophobic vent 2c prevents the passage of liquid, which is a guarantee that the treatment product can not escape the infusion device in case of leakage of the flexible bag 12.
Un conduit de distribution 14 est fixé à un connecteur 16, lui-même fixé à l'intérieur de la poche 2. Dans une autre forme d'exécution, notamment lorsqu'il s'agit d'un dispositif réutilisable en aluminium, l'évent 2c peut être remplacé par un conduit qui sert à évacuer la fuite éventuelle de liquide vers l'extérieur du dispositif. Dans la seconde forme d'exécution des figures 6 à 8, la lèvre souple 11' est adjacente à l'extrémité avant du piston 2' et à un dégagement annulaire 2'd ménagé dans la face avant du piston 2' pour recevoir la paroi de la poche souple au fur et à mesure qu'elle se replie. La seconde forme d'exécution de l'invention sert à remplacer les pousse-seringues électromécaniques utilisés en salle d'opération, en salle de réveil, en hôpital et en ambulatoire. Dans ces applications, la précision est importante, car les doses à perfuser sont très variables. Les pousses-seringues existants utilisent des seringues de 5 - 10 - 20 - 50 ml . Le dispositif de cette invention permet d'utiliser un diamètre de piston-cylindre constant, typiquement de 0 28 mm commun pour 4 volumes de poches souples jetables en PE très fins de volume de 5 - 10 - 20 et 50 ml, correspondant à des dimensions axiales respectives de poches souples de 8,1 - 16,2 - 32,5 - 81,2 mm. Les avantages sont l'aspect pratique et économique d'une poche souple pré remplie (ou non) ainsi que la précision que l'on peut obtenir si l'on tient compte des éléments exposés ci-dessous. L'avantage écologique est important si on compare la matière jetée d'une seringue de 50 ml (35 gr de PP) plus une fiole en verre contenant le médicament contre 1 à 2 gr pour la poche souple en PE utilisée dans le dispositif objet de l' invention. Le dispositif selon la seconde forme d'exécution se différencie de celui de la première forme d' exécution essentiellement par le fait que le corps l' à logement cylindrique destiné à recevoir la poche souple 12' est de section circu- laire. La batterie 5' et l'électronique 6' sont logés à côté de la vis d'entraînement 3' du piston 2' et du corps l' à logement cylindrique contenant la poche souple 12' . Le motoréducteur 4' sert à entraîner la vis 3'. La précision de débit recherchée est d'au moins 10%, mais de préférence 1%. Pour arriver à une telle précision, il faut travailler sur deux sources d'erreur, l'une liée au mécanisme, l'autre à la poche souple :A distribution duct 14 is fixed to a connector 16, itself fixed inside the pocket 2. In another embodiment, especially when it is a reusable aluminum device, the vent 2c can be replaced by a conduit which serves to evacuate any leakage of liquid to the outside of the device. In the second embodiment of FIGS. 6 to 8, the flexible lip 11 'is adjacent to the front end of the piston 2' and to an annular clearance 2 '' formed in the front face of the piston 2 'to receive the wall the soft pouch as it folds. The second embodiment of the invention serves to replace the electromechanical syringe pumps used in the operating room, recovery room, hospital and outpatient. In these applications, accuracy is important because the doses to be infused are very variable. Existing syringe shoots use 5 - 10 - 20 - 50 ml syringes. The device of this invention makes it possible to use a constant diameter of piston-cylinder, typically of 0 28 mm for 4 volumes of disposable soft bags made of very fine PE of volume 5 - 10 - 20 and 50 ml, corresponding to dimensions respective axial dimensions of flexible pouches of 8.1 - 16.2 - 32.5 - 81.2 mm. The advantages are the practical and economical aspect of a pre-filled flexible pouch (or not) as well as the precision that can be obtained if one takes into account the elements exposed below. The ecological advantage is important if we compare the discarded material of a 50 ml syringe (35 gr of PP) plus a glass vial containing the drug against 1 to 2 gr for the flexible pouch PE used in the device object of the invention. The device according to the second embodiment differs from that of the first embodiment essentially in that the cylindrical housing body intended to receive the flexible bag 12 'is of circular section. lar. The battery 5 'and the electronics 6' are housed beside the drive screw 3 'of the piston 2' and the cylindrical housing body 1 containing the flexible bag 12 '. The geared motor 4 'is used to drive the screw 3'. The desired flow rate accuracy is at least 10%, but preferably 1%. To arrive at such a precision, it is necessary to work on two sources of error, one linked to the mechanism, the other to the flexible pocket:
La forme d'exécution représentée montre la vis d'entraî- nement 3' montée dans l'axe du corps cylindrique. Ceci permet de limiter les jeux et surtout la flexion d'un poussoir désaxé des pousse-seringues habituels. Le volume d'un cylindre et ses erreurs sont définis par l'erreur de la dimension axiale et l'erreur de la dimension diamétrale. Pour l'erreur axiale on arrive à une précision mécanique de l'ordre de 0,1%. Pour l'erreur due à la tolérance sur le diamètre on arrive à environ ± 0,01 mm, ce qui donne, dans l'exemple décrit une erreur de volume relative de ± 0,01-2 /28 = 0,07 %. (Le facteur 2 est dû à l'effet du carré du diamètre sur l'erreur de volume) . On obtient donc une erreur de volume totale due aux facteurs du mécanisme de ± 0,17%.The embodiment shown shows the driving screw 3 'mounted in the axis of the cylindrical body. This limits the games and especially the bending of a pusher off the usual syringe pushers. The volume of a cylinder and its errors are defined by the error of the axial dimension and the error of the diametric dimension. For the axial error one reaches a mechanical precision of the order of 0.1%. For the error due to the tolerance on the diameter one reaches about ± 0.01 mm, which gives, in the example described a relative volume error of ± 0.01-2 / 28 = 0.07%. (The factor 2 is due to the effect of the square of the diameter on the volume error). This gives a total volume error due to the mechanism factors of ± 0.17%.
La deuxième source d'erreur est liée aux volumes d'air piégés entre la poche souple 12' et le corps l' à logement cylindrique . La poche souple doit être livrée sans aucune bulle, donc parfaitement pré purgée d'abord pour éviter les risques d'embolie et pour des raisons de précision. Nous verrons plus loin l'opération de purge supplémentaire de sécurité.The second source of error is related to the air volumes trapped between the flexible pouch 12 'and the body l' with cylindrical housing. The flexible bag must be delivered without any bubbles, so perfectly pre-purged first to avoid the risk of embolism and for reasons of precision. We will see further the additional purge safety operation.
Pour arriver à la précision voulue, il faut en plus de minimiser les plis, surtout éviter les volumes d'air créés lorsqu'on passe de la poche souple à deux dimensions formée de deux feuilles de plastique soudées à la poche remplie à trois dimensions. La cartouche étant fabriquée soit à partir de feuilles peu élastiques de PE ou PP (ou autre) , soit à partir d'un élément tubulaire extrudé puis aplati, le passage à un volume de forme généralement cylindrique peut se faire avantageusement de la manière suivante : Le piston 2' à tête conique et l'extrémité du corps l' à logement cylindrique de même forme (même angle) , comme illustré par la figure 10, ont un angle compris entre 5 et 70°, avantageusement 30°. La poche 12' est formée soit à partir de deux feuilles hexagonales soudées, soit à partir d'un élément tubulaire extrudé aplati pour former les extrémités coniques (figure 9) . Dans les deux cas, cette poche hexagonale comprend deux triangles isocèles formés chacun de deux faces adjacentes respectivement opposées de l'hexagone, destinés à former les parties coniques de la poche souple une fois celle-ci remplie de liquide et passant donc d'un élément à deux dimensions à un élément à trois dimensions, alors que les deux autres côtés opposés de l'hexagone formeront la paroi cylindrique de la poche souple une fois celle-ci remplie de liquide. Un conduit de distribution 14 est inséré entre les deux feuilles hexagonales au sommet de l'un des triangles isocèles .To achieve the desired accuracy, it is also necessary to minimize the wrinkles, especially to avoid the air volumes created when moving from the two-dimensional flexible pouch formed of two sheets of plastic welded to the filled three-dimensional pocket. The cartridge being made either from of low elastic sheets of PE or PP (or other), either from an extruded and then flattened tubular element, the passage to a volume of generally cylindrical shape can be advantageously done in the following manner: The piston 2 'conical head and the end of the cylindrical housing body of the same shape (same angle), as illustrated in Figure 10, have an angle between 5 and 70 °, preferably 30 °. The pocket 12 'is formed either from two welded hexagonal sheets or from an extruded tubular element flattened to form the conical ends (FIG. 9). In both cases, this hexagonal pocket comprises two isosceles triangles each formed by two opposite opposite faces respectively of the hexagon, intended to form the conical parts of the flexible bag once it is filled with liquid and thus passing from an element. two-dimensional to a three-dimensional element, while the other two opposite sides of the hexagon will form the cylindrical wall of the flexible bag once it filled with liquid. A distribution duct 14 is inserted between the two hexagonal sheets at the top of one of the isosceles triangles.
Avantageusement, la poche souple est réalisée en stratifié comportant une couche métallisée pour empêcher l'évapora- tion du liquide. Dans la deuxième forme d'exécution, le connecteur 16' a une forme et une fonction particulière, comme illustré par les figures 12, 14 et 15. Ce connecteur comporte une partie supérieure 16' a et une partie inférieure 16' b. La partie supérieure est profilée pour coopérer avec une glissière 17a d'un coulisseau 17 monté sur l'extrémité du corps l' dans lequel est ménagé le logement cylindrique de la poche 12' . La partie inférieure 16' b est destinée à être introduite dans la poche 12' et se termine avec une face inclinée avec le même angle que l'extrémité conique du piston 2'.Advantageously, the flexible pouch is made of laminate having a metallized layer to prevent the evaporation of the liquid. In the second embodiment, the connector 16 'has a particular shape and function, as illustrated by FIGS. 12, 14 and 15. This connector comprises an upper part 16' a and a lower part 16 'b. The upper part is shaped to cooperate with a slide 17a of a slider 17 mounted on the end of the body in which is formed the cylindrical housing of the pocket 12 '. The lower part 16 'b is intended to be introduced into the pocket 12 'and ends with an inclined face with the same angle as the conical end of the piston 2'.
Comme illustré par la figure 15, l'extrémité conique de la poche souple 12' est conformée pour recouvrir la partie inférieure du connecteur 16' et est fixée à lui par une soudure ou un collage 18.As illustrated in FIG. 15, the conical end of the flexible pouch 12 'is shaped to cover the lower part of the connector 16' and is fixed to it by a weld or glue 18.
Dans le cas où la poche est formée à partir d'un tube extrudé, les triangles isocèles destinés à former les extrémités coniques sont formés par soudage et découpage le long des soudures. Dans le cas de la poche 12', l'extrémité qui doit recevoir le connecteur 16' , doit être conformée pour permettre d'envelopper ce connecteur sans perdre sa forme générale conique.In the case where the ladle is formed from an extruded tube, the isosceles triangles intended to form the conical ends are formed by welding and cutting along the welds. In the case of the pocket 12 ', the end which must receive the connector 16', must be shaped to allow to wrap this connector without losing its conical general shape.
Une fois remplie de liquide, cette poche 12' forme donc un cylindre avec deux extrémités coniques. Lors du déplacement du piston 2' de la position illustrée par la figure 6 a celle illustrée par la figure 7, l'extrémité conique de la poche 12' adjacente au piston conique 2' se transformera progressivement en un cône rentrant, à partir de son centre vers sa paroi latérale cylindrique jusqu'à ce qu'elle prenne la forme du piston 2' . Cette disposition, ne nécessite plus un remplissage excessif de la poche souple et permet de minimiser les plis lorsque la poche souple passe de sa forme hexagonale à deux dimensions à sa forme cylindrique avec extrémités coniques après remplissage, en réduisant au minimum les zones plissées.Once filled with liquid, this pocket 12 'thus forms a cylinder with two conical ends. When the piston 2 'moves from the position illustrated in FIG. 6 to that illustrated in FIG. 7, the conical end of the pocket 12' adjacent to the conical piston 2 'will progressively become a reentrant cone, starting from its center towards its cylindrical side wall until it takes the form of the piston 2 '. This arrangement no longer requires excessive filling of the flexible pouch and minimizes wrinkling when the flexible pouch changes from its two-dimensional hexagonal shape to its cylindrical shape with conical ends after filling, minimizing the wrinkled areas.
En faisant correspondre la hauteur A de chaque triangle isocèle des extrémités de la poche souple (voir figures 9 et 10) à la longueur A de la génératrice de la surface conique de l'extrémité du boîtier, on minimise les vides entre la poche souple 12" et le corps cylindrique 1" et on limite les plis sur la paroi de la poche souple.By matching the height A of each isosceles triangle of the ends of the flexible bag (see FIGS. 9 and 10) to the length A of the generatrix of the conical surface of the end of the casing, the voids between the flexible bag 12 are minimized. "and the cylindrical body 1" and it limits the folds on the wall of the flexible bag.
Si l'on se réfère aux figures 7 et 8, on voit que: cos(/0=^ *(«)=£ d ' où tg{a) =If we refer to Figures 7 and 8, we see that: cos (/ 0 = ^ * («) = £ where tg {a) =
;τcos(/7) par exemple, pour β = 30° , α = 36°τcos (/ 7) for example, for β = 30 °, α = 36 °
Pour encore diminuer les risques de volume d'air entre la poche souple 12' et le corps cylindrique, un rayon r compris entre 0,5 et 15 mm, de préférence entre 3 mm et 7 mm, avantageusement de 5 mm est prévu à la liaison entre les côtés de l'hexagone formant la poche souple.To further reduce the risk of air volume between the flexible bag 12 'and the cylindrical body, a radius r between 0.5 and 15 mm, preferably between 3 mm and 7 mm, preferably 5 mm is provided at the link between the sides of the hexagon forming the flexible pouch.
Pour minimiser le volume résiduel en fin de perfusion, la tête de piston 2' doit avoir le même angle que l'extrémité du corps cylindrique l' .To minimize the residual volume at the end of infusion, the piston head 2 'must have the same angle as the end of the cylindrical body 1'.
Pour minimiser le volume d' air entre le corps cylindrique l' et la poche souple 12' , le diamètre de la poche souple doit correspondre au minimum à 80% du diamètre du corps cylindrique l' , mais avantageusement correspondre à 99% de ce diamètre.In order to minimize the volume of air between the cylindrical body 1 'and the flexible bag 12', the diameter of the flexible bag must correspond to at least 80% of the diameter of the cylindrical body 1 ', but advantageously correspond to 99% of this diameter. .
Pour minimiser les plis et obtenir des plis réguliers, il faut que le diamètre de la poche souple corresponde au maximum à 110 % du diamètre du cylindre, mais avantageusement à 101%.To minimize wrinkles and to obtain regular folds, it is necessary that the diameter of the flexible pouch corresponds to a maximum of 110% of the diameter of the cylinder, but advantageously to 101%.
Par conséquent en observant les deux conditions ci- dessus, il apparaît que le diamètre de la poche souple doit être au maximum de 99% pour laisser passer l'air et au minimum de 98% du diamètre du corps cylindrique, pour ne pas trop déformer la poche et risquer une rupture.Therefore observing the two conditions above, it appears that the diameter of the flexible bag must be at most 99% to let the air and at least 98% of the diameter of the cylindrical body, so as not to deform too much the pocket and risk a break.
L'épaisseur de la paroi de la poche souple joue aussi un rôle important sur la dimension et la régularité des plis. La figure 11 indique la variation de rayon de la partie cylin¬ drique de la poche souple repliée en fonction de l'épaisseur de sa paroi. On peut constater que la variation de rayon, correspondant à la largeur des plis ne dépasse pas 1 mm jusqu'à une épaisseur de 40 μm. Au-delà, la largeur des plis croit rapidement.The thickness of the wall of the flexible pouch also plays an important role in the size and regularity of the pleats. Figure 11 shows the variation in radius of the cylin ¬ drique portion of the flexible bag folded according to the thickness of its wall. It can be seen that the variation of radius corresponding to the width of the folds does not exceed 1 mm up to a thickness of 40 μm. Beyond, the width of the folds increases rapidly.
Le dernier facteur important pour obtenir une bonne précision est de distribuer le liquide de la poche souple en maintenant une pression interne minimum.The last important factor in obtaining good accuracy is to dispense the liquid from the flexible bag while maintaining a minimum internal pressure.
Sans dispositif particulier, la pression dans la chambre peut fluctuer entre 0, soit de la pression veineuse de 5.103 Pa moins 5.103 Pa dû à une tubulure de 0,5 m avec le patient situé à 0,5 m en dessous du dispositif, et l,2.105 Pa au maximum si l'utilisateur injecte par exemple du liquide de contraste au travers des capillaires très fins. Elle ne doit pas devenir négative au risque de vider la cartouche dans le patient, ce qui peut avoir des conséquences catastrophiques.Without a particular device, the pressure in the chamber can fluctuate between 0, or the venous pressure of 5.10 3 Pa less 5.10 3 Pa due to a 0.5 m tubing with the patient located 0.5 m below the device, and 1, 2.10 5 Pa maximum if the user injects for example contrast liquid through very fine capillaries. It should not become negative at the risk of emptying the cartridge into the patient, which can have catastrophic consequences.
Le maintien à une pression minimum peut se faire à l'aide d'une valve de type dôme en silicone 15 par exemple, logée avantageusement dans le connecteur (par exemple un connecteur Luer) situé à l'extrémité du conduit de distribution 14 (voir figures 12 et 13). Cette valve 15 aura l'autre avantage de supprimer le risque de fuite de médicaments en cas de déconnexion et fait office de sécurité, au cas où le conduit de distribution 14 serait mis en dépression par d'autres dispositifs connectés au système. Cette valve permet le remplissage de la cartouche et s'ouvre dans le sens du vidage à une pression de 10 kPa à 300 kPa, avantageusement à 110 kPa ± 10 kPa pour éliminer tout risque de vidage intempestif par aspiration éventuelle générée par d'autres instruments connectés au circuit patient - pompe - seringue. Pour des systèmes indépendants, par exemple, ambulatoires ne comportant pas de dispositif d'aspiration, on peut travailler à 20 kPa, ce qui réduit la consommation d'énergie.Maintaining at a minimum pressure can be done using a silicone-type dome valve 15 for example, advantageously housed in the connector (for example a Luer connector) located at the end of the distribution duct 14 (see FIG. Figures 12 and 13). This valve 15 will have the other advantage of eliminating the risk of drug leakage in case of disconnection and acts as a security, in case the distribution conduit 14 would be depressed by other devices connected to the system. This valve allows the filling of the cartridge and opens in the emptying direction at a pressure of 10 kPa to 300 kPa, preferably 110 kPa ± 10 kPa to eliminate any risk of inadvertent emptying by possible suction generated by other instruments connected to the patient - pump - syringe circuit. For independent systems, for example, ambulatory without suction device, can work at 20 kPa, which reduces the energy consumption.
Une purge vigoureuse générant un choc de fin de course du piston lorsqu'il rencontre la poche souple permet d'éliminer l'air résiduel piégé entre la poche souple et le corps tubulaire dans lequel elle est logée. Des évents 2c d'environ 0,5 mm de diamètre (figure 2), situés dans le piston 2 et l'extrémité du corps cylindrique permettent l'évacuation de l'air. Une surface « en peau d'orange » ou de fines stries sur la paroi du corps cylindrique permettent aussi d'éliminer l'air piégé lors de l'introduction de la poche souple.A vigorous purge generating a piston end-of-stroke shock when it meets the flexible bag removes residual air trapped between the flexible pouch and the body. tubular in which it is housed. Vents 2c about 0.5 mm in diameter (Figure 2), located in the piston 2 and the end of the cylindrical body allow the evacuation of air. An "orange peel" surface or fine ridges on the wall of the cylindrical body also make it possible to eliminate the air trapped during the introduction of the flexible pouch.
La pression atteinte à la purge est la pression maximum générée par la motorisation dimensionnée pour atteindre 105 The purge pressure is the maximum pressure generated by the motorization dimensioned to reach 10 5
Pa à 2.105 Pa qui correspond au besoin maximum de l'utilisa- teur, plus l'effet de choc vu que le piston 2' arrive contre la poche souple 12' à la vitesse maximum du piston.Pa at 2.10 5 Pa which corresponds to the maximum user need, plus the shock effect as the piston 2 'comes against the flexible bag 12' at the maximum speed of the piston.
Une autre qualité requise pour un dispositif d'injection consiste à ne retenir qu'un volume résiduel très faible. En effet, certains médicaments injectés sont très chers ou très toxiques.Another quality required for an injection device is to retain only a very small residual volume. Indeed, some drugs injected are very expensive or very toxic.
A cet effet la partie avant 2b de plus petit diamètre de la tête du piston 2 ménage entre le piston et le corps cylindrique 1 un volume proche du volume occupé par la paroi latérale de la poche souple 12 repliée en accordéon. Là aussi, une épaisseur de cartouche de l'ordre de 30μm permet de limiter le volume résiduel à environ 1 % du volume initial de la poche souple 12, ce qui est de l'ordre de grandeur du volume de liquide perdu dans le tuyau d'injection. For this purpose the front portion 2b of smaller diameter of the piston head 2 household between the piston and the cylindrical body 1 a volume close to the volume occupied by the side wall of the flexible pouch 12 folded accordion. Here too, a cartridge thickness of the order of 30 .mu.m makes it possible to limit the residual volume to approximately 1% of the initial volume of the flexible pouch 12, which is of the order of magnitude of the volume of liquid lost in the hose. 'injection.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de perfusion comprenant un corps cylindrique (1) dont une extrémité est fermée et l'autre est ouverte pour recevoir un piston (2) monté coulissant, ce corps cylindrique (1) comportant des moyens pour y introduire une poche souple (12) destinée à contenir le liquide à perfuser et comportant un passage de distribution pour ce liquide, à travers ladite extrémité fermée, caractérisé en ce que ce passage de distribution est contrôlé par une valve dont l'ouverture est choisie pour répondre à une surpression déterminée à l'intérieur de ladite poche engendrée par ledit piston, la paroi de ladite poche souple présentant une épaisseur inférieure à 150 μm, le tout de manière que la paroi de ladite poche en contact avec la paroi latérale dudit corps cylindrique se replie en accordéon dans une zone annulaire adjacente à ladite paroi latérale, sous la pression exercée par ledit piston, de manière que le volume de la poche souple présente une corrélation déterminée avec la position axiale du piston dans le corps cylindrique.1. Infusion device comprising a cylindrical body (1), one end of which is closed and the other is open to receive a piston (2) slidably mounted, this cylindrical body (1) comprising means for introducing a flexible bag (12). ) intended to contain the liquid to be infused and having a dispensing passage for this liquid, through said closed end, characterized in that the dispensing passage is controlled by a valve whose opening is chosen to respond to a specific overpressure at the interior of said pocket generated by said piston, the wall of said flexible pouch having a thickness of less than 150 microns, all so that the wall of said pocket in contact with the side wall of said cylindrical body folds accordion in a annular zone adjacent said side wall, under the pressure exerted by said piston, so that the volume of the flexible bag has a correlate determined with the axial position of the piston in the cylindrical body.
2. Dispositif selon la revendication 1 dans lequel un évent est disposé pour empêcher la rétention d'air entre la poche souple et le corps cylindrique.2. Device according to claim 1 wherein a vent is arranged to prevent air retention between the flexible bag and the cylindrical body.
3. Dispositif selon l'une des revendications précédentes dans lequel ladite extrémité fermée du corps cylindrique et l'extrémité avant dudit piston ont des faces convergentes de mêmes inclinaisons.3. Device according to one of the preceding claims wherein said closed end of the cylindrical body and the front end of said piston have converging faces of the same inclinations.
4. Dispositif selon la revendication 3, dans lequel ladite poche souple résulte de l'assemblage étanche de deux feuilles ou de deux couches d'un élément tubulaire extrudé aplati, formant en plan un hexagone comprenant deux triangles isocèles formés chacun de deux faces adjacentes respecti- veinent opposées de l'hexagone, dont les angles α avec leur troisième côté correspond à la relation :
Figure imgf000019_0001
dans laquelle β est l'angle correspondant entre les faces convergentes de l'extrémité fermée dudit cylindre, respectivement de l'extrémité avant dudit piston.
4. Device according to claim 3, wherein said flexible bag results from the sealed assembly of two sheets or two layers of a flattened extruded tubular element forming in plan a hexagon comprising two isosceles triangles each formed by two adjacent faces respectively. - opposite veins of the hexagon, whose angles α with their third side corresponds to the relation:
Figure imgf000019_0001
in which β is the corresponding angle between the converging faces of the closed end of said cylinder, respectively of the front end of said piston.
5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la section transversale de ladite poche après remplissage par le liquide à perfuser est équivalente de celle du logement a l'intérieur dudit corps cylindrique.5. Device according to one of the preceding claims, wherein the cross section of said pocket after filling with the liquid to be infused is equivalent to that of the housing within said cylindrical body.
6. Dispositif selon la revendication 4, dans lequel la liaison entre les côtés de l'hexagone est formée par des arcs de cercles tangents aux côtés respectifs dont le rayon est compris entre 0,5 mm et 15 mm, de préférence entre 3 mm et 7 mm.6. Device according to claim 4, wherein the connection between the sides of the hexagon is formed by arcs of circles tangential to the respective sides whose radius is between 0.5 mm and 15 mm, preferably between 3 mm and 7 mm.
7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la face latérale du piston (2, 2') comporte une lèvre souple (11) sans fin s' étendant sur toute sa périphérie et s' évasant vers l'extérieur et vers l'avant du piston, la section droite de l'extrémité avant de cette lèvre (11) à l'état libre étant supérieure à celle de la section interne du corps cylindrique (1), cette lèvre (11) étant adjacente à un dégagement (2b, 2'd) ménagé dans la paroi du piston (2) et dont le volume délimité par la paroi du corps cylindrique (1) est choisi pour recevoir la paroi latérale de ladite poche (12) entraînée et repliée par ladite lèvre souple (11) au fur et à mesure du déplacement du piston (2) vers l'avant.7. Device according to one of the preceding claims, wherein the side face of the piston (2, 2 ') comprises an endless flexible lip (11) extending over its entire periphery and flaring outwards and towards the front of the piston, the cross section of the front end of this lip (11) in the free state being greater than that of the internal section of the cylindrical body (1), this lip (11) being adjacent to a clearance (2b, 2'd) formed in the wall of the piston (2) and whose volume defined by the wall of the cylindrical body (1) is chosen to receive the side wall of said pocket (12) driven and folded by said flexible lip (11) as the piston (2) moves forward.
8. Dispositif selon l'une des revendications précéden- tes, dans lequel le piston (2) comporte une partie arrière8. Device according to one of the preceding claims, wherein the piston (2) has a rear portion
(2a) de plus grand diamètre et une partie avant (2b) de plus petit diamètre, la lèvre souple (11) étant disposée entre ces deux parties avant (2b) et arrière (2a) , la réduction de diamètre de la partie avant (2b) étant choisie pour ménager entre elle et la paroi du corps cylindrique (1) le volume pour recevoir la paroi latérale de ladite poche souple (12) entraînée par ladite lèvre souple (11) au fur et à mesure du déplacement du piston (2) vers l'avant.(2a) of larger diameter and a front portion (2b) of smaller diameter, the flexible lip (11) being disposed between these two front (2b) and rear (2a) parts, the diameter reduction of the front part (2b) being chosen to form between it and the wall of the cylindrical body (1) the volume to receive the side wall of said flexible bag ( 12) driven by said flexible lip (11) as the piston (2) is moved forward.
9. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le corps cylindrique (1), le piston (2) et la poche souple sont en polyéthylène ou en polypropylène . 9. Device according to one of the preceding claims, wherein the cylindrical body (1), the piston (2) and the flexible bag are made of polyethylene or polypropylene.
10. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le piston est entraîné par une vis sans fin télescopique (3) en prise avec un moteur (5).10. Device according to one of the preceding claims, wherein the piston is driven by a telescopic worm (3) engaged with a motor (5).
11. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la section dudit corps cylindrique comporte quatre segments de cercles alternés de deux rayons différents .11. Device according to one of the preceding claims, wherein the section of said cylindrical body comprises four segments of alternating circles of two different radii.
12. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les moyens pour introduire une poche souple dans ledit corps cylindrique comportent une ouverture fermée par un couvercle en deux parties (7a, 7b) assemblées l'une à l'autre par des moyens d' encliquetage (8a, 8b) et au corps cylindrique (1) par des rainures complémentaires (9a, 9b, 10) .12. Device according to one of the preceding claims, wherein the means for introducing a flexible bag into said cylindrical body comprises an opening closed by a lid in two parts (7a, 7b) assembled to one another by means detent (8a, 8b) and to the cylindrical body (1) by complementary grooves (9a, 9b, 10).
13. Dispositif selon l'une des revendications précéden- tes, dans lequel le ou les rayons de la partie cylindrique de ladite poche souple est ou sont compris entre 80% et 110%, de préférence entre 98% et 99%, du ou des rayons correspondants dudit corps cylindrique.13. Device according to one of the preceding claims, wherein the radius or radii of the cylindrical portion of said flexible bag is or are between 80% and 110%, preferably between 98% and 99%, of the corresponding rays of said cylindrical body.
14. Poche souple pour dispositif de perfusion à logement cylindrique (1) avec extrémité fermée conique et piston (2) coulissant, caractérisée en ce qu'elle comporte deux couches d'un matériau en feuille formant en plan un hexagone comprenant deux triangles isocèles formés chacun de deux faces adjacentes respectivement opposées de l'hexagone, un conduit de distribution 14" étant inséré entre les deux feuilles hexagonale au sommet de l'un des triangles isocèles dont les angles α avec le troisième côté des triangles isocèles respectifs correspond à la relation :14. Flexible pouch for infusion device with cylindrical housing (1) with closed conical end and sliding piston (2), characterized in that it comprises two layers of a sheet material forming a plane hexagon comprising two isosceles triangles formed each of two respectively opposite opposite faces of the hexagon, a distribution duct 14 "being inserted between the two hexagonal sheets at the top of one of the isosceles triangles whose angles α with the third side of the respective isosceles triangles corresponds to the relation:
tg{cc) = 2~— π•cos(p) dans laquelle β est l'angle correspondant entre les faces convergentes de l'extrémité fermée du logement cylindrique auquel ladite poche souple est destinée, pour que, une fois remplie de liquide, la poche souple épouse sensiblement le volume de ce logement cylindrique et de son extrémité fermée conique .tg {cc) = 2 ~ - π • cos (p) in which β is the corresponding angle between the converging faces of the closed end of the cylindrical housing to which said flexible pouch is intended, so that, once filled with liquid, the flexible pouch substantially conforms to the volume of this cylindrical housing and its conical closed end.
15. Poche souple selon la revendication 14, dans laquelle les deux couches de matériau en feuille comportent deux feuilles de matière plastique assemblées de manière étanche l'une à l'autre.The flexible pouch of claim 14, wherein the two layers of sheet material comprise two sheets of plastics tightly joined to each other.
16. Poche souple selon la revendication 14, dans laquelle les deux couches de matériau en feuille sont constituées de deux moitiés d'un élément tubulaire aplati. The flexible pouch of claim 14, wherein the two layers of sheet material are two halves of a flattened tubular member.
17. Poche souple selon l'une des revendications 14 à 16, dans laquelle la liaison entre les côtés de l'hexagone est formée par des arcs de cercles tangents aux côtés respectifs dont le rayon est compris entre 0,5 mm et 15 mm, de préférence entre 3 mm et 7 mm. 17. Soft bag according to one of claims 14 to 16, wherein the connection between the sides of the hexagon is formed by arcs of circles tangent to the respective sides whose radius is between 0.5 mm and 15 mm, preferably between 3 mm and 7 mm.
18. Poche souple selon l'une des revendications 14 à 17, réalisée en stratifié comportant une couche métallisée pour empêcher 1 ' évaporation du liquide. 18. Flexible pouch according to one of claims 14 to 17, made of laminate having a metallized layer to prevent 1 evaporation of the liquid.
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