Brevet FR2068635A1 — publié le 19710827

L'invention se rapporte aux organes artificiels, tels que des oxygénateurs de sang et des reins artificiels, et elle concerne plus particulièrement, des perfectionnements à des dispositifs de ce genre qui utilisent une enveloppe de membrane de diffusion enroulée en spirale. Le brevet britannique n0 1 093 269 décrit un organe artificiel utile pour la dialyse d'un fluide ou ltoxygenation du sang. Le dispositif décrit dans ce brevet comprend une bobine présentant deux joues en haut et en bas et une enveloppe allon gée de membrane de diffusion enroulée en spirale autour du noyau central de la bobine entre les joues. Pour utilisation dans l'o xygénation du sang, l'oxygène arrive par une entrée située dans 11 enveloppe de membrane à la périphérie extérieure du dispositif et s'en va par une sortie située dans l'enveloppe de membra ne, à ltextrémité intérieure de celle-ci, c'est-à-dire au noyau central de la bobine.Le sang arrive par une entrée située dans l'une des joues de la bobine, passe entre les spires de la membrane et s'en va par une sortie située dans la joue opposée de la bobine. Afin d'attacher l'enveloppe à la bobine et de former une sortie d'oxygène au noyau central de la bobine, il est nécessaire de prévoir sur ltenveloppe de membrane une portion terminale intérieure élargie. Quand on enroule ltenveloppe autour du noyau de bobine, il est difficile d'éviter un espacement entre la deuxieme spire de l'enveloppe et Itelargissement de son extrémité intérieure.Cet-espacement permet au sang de passer librement entre les deux joues de la bobine sans être force entre les spires de ltenvsloppe. En outre, il se produit une chute de pression dans ltoxygène qui passe à travers l'enveloppe entre'les extrémités extérieure et intérieure de l'en- veloppe, de sorte qu'il y a un écoulement non uniforme du sang entre les spires la plus extérieure et la plus intérieure de la membrane. Le but principal de l'invention est d'éliminer les inconvénients susdits des dispositifs d'oxygénation et de dialyse enroulés en spirale. Plus particulièrement, l'invention a pour but d'éliminer la dérivation de fluide autour des spires et d'assures un écoulement plus uniforme du fluide à travers l'enveloppe de membrane enroulée en spirale. A cette fin, l'invention propose une configuration dans laquelle les deux extrémités de l'enveloppe de membrane apparaissent à la périphérie de la configuration ainsi qu'un procédé d'assemblage de dispositifs de ce genre. Plus particulièrement, le noyau intérieur de la bobine est muni d'une fente substantiellement diamétrale et le centre approximatif de la longueur de lba membrane passe à travers cette fente du noyau. Les deux extrémités de ltenveloppe de membrane sont alors enroulées en spirale autour du noyau, les portions terminales restant à la périphérie extérieure de l'ensemble. Grâce à cette configuration, un élargissement aux spires intérieures de lten- veloppe de membrane n'est plus nécessaire, ce qui évite que le sang ou d'autres fluides ne soient dérivés entre les joues sans etre forcés entre les spires de l'enveloppe. En-outre, cette configuration assure une pression plus égale entre les spires intérieure et extérieure de l'enveloppe et un écoulement plus utile de fluide entre les spires.La chute de pression entre les extrémités de llenveloppe existe encore mais les deux extrémités se trouvent à la périphérie extérieure et l'intercalation mutuelle des deux enroulements assure un effet d'equili- brage de la pression entre les spires la plus intérieure et la plus extérieure de la bobine. La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnée à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant des dessins que du texte faisant, bien entendu, partie de ladite invention. Sur ces dessins la figure 1 est une vue en perspective d'un organe artificiel fabriqué selon l'invention; - la figure 2 est- une vue en coupe de organe de la figure 1 suivant la ligne II-II de celle-ci, la joue étant enlevée et l'enveloppe de membrane étant enroulée de façon peu serrée pour illustrer les principes de l'invention; - la figure 3 est une vue éclatée illustrant l'étape initiale de l'assemblage du dispositif de la figure 1;; - la figure 4 illustre l'étape finale de l'assemblage du dispositif représenté sur les figures 1 à 3; et - la figure 5 est une vue en coupe similaire à la figure 2, illustrant une variante du noyau fendu de l'invention. On considérera maintenant les dessins où les mêmes références représentent des parties semblables ou correspondantes sur les différentes vues. La figure 1 montre un dispositif selon l'invention pour l'oxygénation du sang ou pour la dialyse de fluides, par exemple un rein ou placenta artificiel. L'organe artificiel comprend une bobine formée d'un noyau central 11 et de deux joues 13 et 15. Une entrée 17 et une sortie 19 sont prévues sur les joues opposées de la bobine. Autour de la bobine est enroulée en spirale une enveloppe de membrane perméable de diffusion de forme allongée, 21, présentant une en trée 23 et une sortie 25 fixées à ses extrémités opposées.Comme on peut le voir plus clairement sur les figures 2 à 4, le noyau central il est divisé en deux moitiés 11e et îîb par une fente à travers laquelle ltenveloppe de membrane passe, pratiquement en sa portion centrale. Les extrémités de la fente sont avantageusement courbées relativement au diamètre du noyau dans une direction qui approche d'une tangente au noyau 11. La bobine et la membrane peuvent être faites de toutes matières appropriées connues dans la technique. Dans un mode de réalisation préféré, la bobine est formée de résine acrylique et ltenveloppe de membrane est formée d'un caoutchouc de silicone à travers lequel ltoxygène et l'anhydride carbonique ainsi que d'autres substances peuvent facilemént diffuser. Si on le désire, un élément d'espacement approprié en forme d'écran perforé ou en toile métallique, comme décrit dans le brevet britannique nO 1 093 269 précité, peut être intercalé entre les spires adjacentes de la membrane 21. Cet écran peut être formé par exemple de fibre de verre de polyéthylène ou d'une autre matière connue dans la technique. L'écran en luimême ne fait pas partie de l'invention et il n'est pas nécessaire de le décrire en détail. Evidemment, tous les matériaux de construction doivent être inertes vis-à-vis des fluides à utiliser dans le dispositif, être convenablement stérilisés et être de qualité médicale. Le dispositif représenté par les figures 1 et 2 peut être facilement assemblé comme le montrent les figures 3 et 4. Avantageusement, on place un élément de noyau 11e dans une joue 15, perpendiculairement à celle-ci. On dispose ltenveloppe de membrane 21, ainsi que l'élément d'espacement éventuellement utilisé, de façon que sa portion centrale soit en contact avec la surface de l'élément de noyau 11e qui épouse une surface similaire de l'élément de noyau îîb, puis on maintient l'élément de noyau 11b sur la joue 15 de façon que l'enveloppe et l'élé- ment d'espacement, si l'on en utilise un, passent à travers la fente formée par les deux éléments de noyau. Les éléments de noyau présentent un prolongement axial 27 sur lequel la deu xième joue 13 est conçue pour s'emmancher.En variante, on peut prévoir un dispositif de verrouillage à déclic pour fixer la deuxième joue 13 aux éléments de noyau 11e et 11b. Le dispositif présente alors l'apparence indiquée par la figure 4, l'enveloppe passant à travers la fente du noyau 11. On fait alors tourner la bobine dans le sens de la flèche 29 jusqu'à ce que les deux extrémités de l'enveloppe apparaissent-à la périphérie extérieure de la bobine enveloppée. On obtient ainsi le configuration représentée par les figures 1 et 2. On-maintient alors en place les portions extérieures de ltenveloppe par des moyens appropriés et on rend le dispositif étanche de façon usuelle. Le dispositif terminé permet ainsi à l'oxygène de passer entre l'entrée 23 et la sortie 25 de l'enveloppe de membrane 21 et au sang de passer verticalement entre les spires de l'enveloppe 21, de l'entrée 7 à la sortie 19 quand le dispositif est utilisé comme oxygénateur. De façon similaire, on peut faire passer d'autres fluides à travers le système. La courbure due la fente du noyau 11 en ses portions extérieures élimine tout pliage de la membrane aux points où elle sort de la fente et élimine aussi tout espacement entre le noyau et la membrans et entre les spires adjacentes de la membrane à sa périphérie intérieure.Etant donné que l'écoulement de l'entrée 23 à la sortie 25 à travers l'enveloppe ?is membrane assure une chute de pression pratiquement uniforme sur la longueur de l'enveloppe, les chutes de pression tendent à s'équilibrer ce qui assure une pression pratiquement unifome entre spires adjacentes près du noyau et près de la périphérie. On obtient ainsi un é- coulementaxial plus uniforme du fluide à travers le dispositif, en tous points. La figure 5 montre un mode de réalisation selon l'invention dans lequel la fente est prévue d'un côté du noyau au lieu d'être pratiquement diamétrale. L'élément 11b' est conçù pour s'encaster avec déclic dans I'élément-lla', grecs à une portion élargie 31 prévue à l'extrémité intérieure de l'élément 11b' et conçue pour épouser pratiquement une cavité élargie 33 de l'élément 11a'. En choisissant pour le noyau des matériau un peu élastiques, on peut mettre le centre de l'enveloppe 21 en contact avec l'évidement de l'élément de noyau 11a' et le forcer dans l'évidement par l'élément 11b' jusqu'à ce que la portion intérieure élargie 31 s'engage dans la cavité 33. Evidemment, d'autres modifications et variantes de l'invention apparaitront à lthomme de l'art à la lecture de la description ci-dessus qui porte sur des modes de réalisation préférés; il est donc entendu que l'on peut mettre l'invention en pratique d'une manière autre que celle qui est spécifiquement décrite. REVENDICATIONS 1. Organe artificiel comprenant une enveloppa de membrane perméable de diffusion, de forme allongée, enroulée en spirale entre deux joues d'une bobine, un fluide passant à travers ltenveloppe de membrane et un autre fluide passant par les espacements entre les spires de l'enveloppe, caractérisé en ce que la bobine est munie d'un noyau fendu longitudinalement en deux parties, le centre approximatif de la longueur de ltenveloppe de membrane passant à travers la fente du noyau et les deux extrémités de l'enveloppe étant enroulées en spirale autour du noyau de manière que l'entrée et la sortie de l'enveloppe de membrane, montées aux extrémités opposées de celle-ci, soient toutes deux situées à la périphérie extérieure de la bobine enveloppée. 2. Organe selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface de chaque partie du noyau de bobine qui est juxtaposée à la surface correspondante de l'autre partie du noyau à l'endroit de le fente est incurvée à chaque extrémité en direction d'une ligne tangente au noyau à l'endroit de la fente et en sens opposés à partir du diamètre du noyau. 3. Organe selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'une des parties qui définissent la fente présente uné extrémité élargie conçue pour s'engager avec déclic dans un évidement correspondant de l'autre partis, de manière à fixer une portion de l'enveloppe en position dans le noyau. 4. Procédé de fabrication d'un organe artificiel comprenant une bobine et une enveloppe de membrane perméable de diffusion, de forme allongée, enroulée en spirale sur la bobine entre deux joues, un fluide passant à travers l'enveloppe de membrane et un autre fluide passant par les espacements entre les spires de l'enveloppe, procédé caractérisé en ce qu'on forme un noyau pour la bobine qui présente une fente substantielliement longitudinale, on place sensiblement la portion centrale de l'enveloppa allongée dans la fente du noyau et on fait tourner la bobine de sorte que les deux extrémités de l'enveloppe s'enroulent en spirale autour du noyau avec intercalation mutuelle. 5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel le noyau est formé de deux parties dont chacune présente une surface qui épouse l'autre à l'endroit de la fente, caractérisé en ce que ltétape de placement de la portion centrale de l'enveloppe allongée dans la fente consiste à mettre cette portion en contact avec la surface d'accouplement de l'uns des parties de noyau, puis à placer la surface d'accouplement de l'autre partie en contact avec l'autre coté de la portion centrale de l'enveloppe et en juxtaposition avec la première partis, après quoi on assemble le noyau de bobine et les joues avant de faire tourner la bobine.