Brevet FR2128806A1 — publié le 19721020

-!• 2128806 Des oxygénateurs à bulles pour le sang, sont actuellement disponibles dans le commerce, et on les utilise comme élément d'appareils coeur-poumon au cours des opérations à coeur ouvert et analogues. De façon élémentaire, on utilise une poche ou enve— 5 loppe définissant un circuit d'écoulement pour le sang et l'oxygène. Le circuit d'écoulement comprend une colonne d'oxygénation dans laquelle des petites bulles d'oxygène provenant d'un barbot-teur sont mélangées au sang, et une zone de démoussage où sont éliminées toutes les bulles de gaz dans le sang avant son retour 10 au patient. les oxygénateurs à poche en matière plastique actuellement connus, ne sont généralement pas auto-portants et doivent être fixés à un bâti rigide sur au moins trois côtés afin d'obtenir la stabilité dimensionaelle nécessaire au meilleur fonctionnement. 15 En outre la partie du circuit d'écoulement du sang qui consti tue la colonne d'oxygénation avait jusqu'à présent une dimension transversale imposée par l'écartement entre les soudures à chaud délimitant la colonne dans l'enveloppe plastique de ce genre d'oxygénateur , ou est construite de façon à avoir une dimension 20 transversale constante dans les oxygénateurs rigides. Cette structure classique entraine plusieurs inconvénients. Pendant le fonctionnement de 1* oxygénateur de sang, le mélange sang-gaz, dans la colonne d'oxygénation a une densité plus faible que celle du sang, et doit avoir une vitesse ascensionnelle 25 et un support sang-gaz prédéterminés afin d'obtenir un niveau d'oxygénation du sang compris entre les limites supérieure et inférieure, spécifiques et nécessaires, les facteurs ci-dessus dépendent évidemment du débit de sang à la base de la colonne d'oxygénation et du débit d'oxygène . 30 Cependant, au cours de l'opération le débit de sang provenant du patient et introduit dans la colonne d'oxygénation est susceptible de varier dans de larges proportions. Jusqu'à présent, on réagissait nécessairement en augmentant ou en réduisant la quantité d'oxygène pénétrant dans la colonne contenant le sang. Cepen-35 dant, la diminution du débit d'oxygène conduit à une réduction du rapport entre la quantité d'oxygène gazeux et la quantité de sang, ce qui peut entraîner une "accumulation" de sang dans la colonne, c'est-à-dire que la vitesse de montée du sang devient trop faible et son séjour dans la colonne d'oxygénation trop long, et ceci à 40 cause de la diminution de la quantité d'oxygène gazeux présent 72 08365 "2" 2128806 dans la colonne et de l'augmentation de la quantité de sang qui en résulte. Une réduction du débit d'oxygène entraîne également une augmentation de la densité du mélange sang-gaz, ce qui produit une extension des parois flexibles en matière plastique de la 5 colonne, augmentant son volume et réduisant ainsi d'autant plus la vitesse de montée du sang. Une telle augmentation de densité, entraîne l'inconvénient d'un accroissement de la contre-pression produite par la colonne de sang, à son entrée. V"accumulation" de sang dans la colonne 10 d'oxygénation augmente également de façon indésirable la quantité de sang qui se trouve à l'extérieur du corps du patient. Suivant la présente invention, on remédie aux différents inconvénients, décrits ci-dessus, des oxygénateurs de sang classiques, en prévoyant des moyens qui définissent un élément pressu-15 risable au moyen d'un fluide et qui est intégré à 1'oxygénateur afin d'obtenir la stabilité structurelle ou dimensionnelle recherchée. Cette structure peut être stabilisée sous différentes configurations dimensionnelles . Suivant une forme de l'invention, l'élément pressurisable con-20 fère une stabilité dimensionnelle par contrôle effectif de la surface de la section droite de la colonne d'oxygénation, permettant de faire varier son volume comme on le désire. Ainsi, au cours d'une modification du débit de sang à la base de la colonne d'oxygénation, on dispose d'un autre moyen d'action en plus du procédé 2 5 classique qui consiste à modifier le débit d'entrée du sang. Au lieu d'utiliser ce dernier procédé, on peut agir sur l'élément prèssurisable, pour modifier la surface de la section droite de la colonne d'oxygénation ( et par conséquent son volume) de façon à maintenir la vitesse de montée du sang dans la colonne d'oxygé-30 nation à un taux relativement constant qui devient ainsi indépendant du débit de sang entrant dans la colonne . Par ce procédé, que l'on peut évidemment utiliser conjointement à toute modification volontaire du débit d'oxygène, l'utilisateur de 1*oxygénateur suivant l'invention a la possibilité d'assurer tout niveau 35 voulu d'oxygénation, au cours des variations de débits de sang dans la chambre d'oxygénation, en s'affranchissant des inconvénients d'une concentration en bulles d'oxygène et d'une vitesse de montée du sang excessivement faibles. 72 08365 -3- 2128806 Cette forme de l'invention peut être mise en oeuvre dans les oxygénateurs de sang soit du genre à poche déformable soit du genre à enveloppe rigide. Suivant une autre forme de l'invention, l'élément pressurisa-5 ble des oxygénateurs déformables du genre poche peut être placé dans des parties de la poche autres que celles qui forment le canal d'écoulement, afin de donner par pressurisation une rigidité à ladite poche.Par conséquent la mise en oeuvre de 1 *oxygénateur -poche devient plus facile et sa mise en place est moins critique 10 puisque les parties gonflables de la poche lui confèrent la stabilité dimensionnelle souhaitée. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre et à l'examen des dessins annexés, qui représentent, à titre d'exemples non limitatifs, deux modes de réa-15 lisation de l'invention. Les figures 1 et 1A représentent, en deux parties, une vue en élévation d'un oxygénâteur-poche, présentant les deux avantages décrits ci-dessus, avec des parties partiellement arrachées dans un but de clarté. 20 La figure 2 est une vue en plan, à échelle réduite, et avec une partie arrachée du dispositif gonflable utilisé conjointement avec la colonne de 1'oxygénateur, avant son intégration à l'oxy-génat eur-p o che= La figure 3 est une vue en coupe suivant la ligne 3-3 de la 25 figure 1, montrant l'élément pressurisable par fluide associé à la colonne de 1'oxygénateur ,ledit élément étant dégonflé» La figure 4 représente le même élément que celui de la figure 3 mais gonflé afin d'exercer un contrôle effectif de la surface de la section droite de la colonne de 1'oxygénateur remplie de 30 sang . Les figures 5 et 5A sont une vue en élévation, en deux parties, d'un oxygénateur à enveloppe rigide suivant l'invention, avec certaines parties en coupe Les dessins montrent un oxygénâteur-poche à bulles comprenant 35 deux feuilles de matière plastique 10 et 12 dont la jonction est réalisée par des lignes de thermo-soudage 14, 16. Des lignes thermo-soudées supplémentaires 18, 20 forment un canal d'écoulement du sang qui comprend une zone d'oxygénation 22 et une zone de 72 08365 -4- 2128806 "démoussage" 24« La zone d'oxygénation 22 est située dans une branche 23 de la poche , la dite branche étant définie par une fente 25 qui la sépare partiellement du reste de la poche. la partie amont de la zone de "démoussage" 24 contient une 5 éponge de démoussage classique 26, telle que des fibres de métal filées ou une matière plastique poreuse, contenant généralement un organosilicone anti-mousse. Une deuxième partie de la zone de démoussage comprend un passage sinueux 28 permettant l'élimination finale des bulles gazeuses du sang. L'accès au conduit 28 se fait 10 . par un élément filtrant 30, muni d'un guide 31 faisant passer le sang par une extrémité du passage * sinueux 28. Le gaz est éliminé de l'appareil par des orifices d'évacuation 32 et 34. Une poche 29 constitue un moyen d'introduction d'un thermomètre ou analogue. Un flux de sang est introduit par des orifices d'entrée 36, 38 15 qui peuvent être fermés stérilement jusqu'à utilisation, l'orifice d'entrée 36 est relié'à une source de sang veineux formant le flux principal de sang mis en circulation, tandis que l'orifice d'entrée 38 est prévu pour le recyclage éventuel du sang lorsqu'il provient d'une incision et est retourné au patient. Un orifice de 20 sortie 40 à l'extrémité opposée du canal d'écoulement, est agencé pour être connecté avec des tubes ramenant le sang au patient. Des joints 39 et 41 assurent l'étanchéité autour des orifices d'entrée et de sortie. Un barbotteur tubulaire 42 est monté à la base de la colonne d'oxygénation 22 pour fournir une large distri-25 bution de petites bulles d'oxygène dans le sang en écoulement dans la colonne. Le barbotteur 42 est constitué par une membrane en forme de coupe généralement en matière plastique poreuse, et ayant par exemple des pores.de 90 à 140 microns en moyenne. L'intérieur du barbotteur 42 est relié à un conduit d'oxygène 44 de façon clas-30 sique. Ce conduit est enfermé de façon étanche entre les feuilles 10 et 12 le long de la ligne de jonction 18. Un orifice de traversée 46 est constitué par une fente renforcée permettant l'insertion transversale de tubulures de sang et analogues, à travers l'oxygénateur-poche pour fixer ces tubulures 35 et pour une manipulation plus commode. Une ligne de soudure, en forme de courbe fermée 48 est formée entre les feuilles 10 et 12, ladite ligne ayant généralement une forme en U et étant positionnée de façon à suivre la périphérie de 72 08365 -5- 2128806 la poche, pour définir une zone ou élément 50 prèssurisable par un fluide dans la région constituée par la ligne de soudure 48. Un orifice de gonflage 52, de construction classique, est agencé pour permettre le gonflage ou le dégonflage de la zone pressurisa-5 ble 50, généralement avec de l'air ou de l'oxygène sous pression. Sous l'effet du gonflage, toute la partie inférieure de la poche de 1'oxygénateur devient relativement rigide et auto-portante,ce qui facilite le montage de l'oxygénâteur-poche sur un bâti. La technique générale de montage consiste à glisser une baguet-10 te (non représentée) horizontalement au sommet de 1*oxygénateur, entre les feuilles 10 et 12 , en faisant passer la baguette par des ouvertures 54, 56 , pour obtenir un support supérieur de l'oxygénateur-poche. Des trous 58 sont agencés de façon à permettre la fixation des côtés de 1'oxygénateur au moyen de cordons ou 15 analogues. Une ligne de soudure 63 empêche la fuite du fluide de la zone pressurisable 50 par les trous 58. La'figure 2 représente un second élément pressurisable au moyen d'un fluide et utilisable suivant l'invention. Une deuxième paire de feuilles souples en matière plastique 60, 62 est thermo-20 soudée suivant une ligne de joint 64, en forme de courbe fermée pour définir deux chambres 66,68 pressurisables, communiquantes» Cette structure est pliée longitudinalement suivant un espace intermédiaire 70 compris entre les chambres 66, 68, et la structure pliée est mise en place de façon que les chambres 66, 68 embras-25 sent la colonne d'oxygénation 22, comme on peut le voir sur les figures 3 et 4. Une soudure à chaud 72 est effectuée sur l'élément pressurisable 59 de chaque côté de la colonne d'oxygénation 22 pour rendre l'élément 59 solidaire de l'oxygénateur-poche. L'orifice de gonflage 74 peut être de construction classique 30 et sert au gonflage des chambres 66, 68 pour régler la surface de la section droite de la colonne d'oxygénation 22 en fonction de la pression de gonflage • La figure 4 représente une vue en coupe de la colonne 22 remplie du mélange sang-oxygène 65, avec les chambres 66, 68 gonflées. 35 On voit immédiatement que la surface de la section droite de la colonne 22 peut être réglée au cours de l'opération simplement par gonflage ou dégonflage des chambres 66, 68. 72 08365 "6" 2128806 La figure 5 représente une partie d'un oxygénateur à enveloppe rigide 74 contenant un canal d'écoulement du sang avec une zone d'oxygénation 22 et une zone de "démoussage" 24 semblables au dispositif des figures 1-4. Comme dans la réalisation précédente,des 5 orifices d'entrée du sang 36, 38 sont prévus, ainsi qu'un orifice d'admission de l'oxygène 44 qui conduit à un barbotteur (non représenté) „ On a représenté une partie du passage sinueux, bien qu'on puisse envisager d'utiliser d'autres configurations que celle re-10 présentée. L'orifice de sortie 40 et les*orifices d'entrée 36, 38, font saillie à l'extérieur de l'enveloppe rigide 74, afin de permettre d'y accéder. Une chambre rigide à pression 76, ayant vin orifice d'entrée 78 15 est formée à l'intérieur de l'enveloppe 74. La chambre à pression 76 est munie de supports annulaires rigides 79 qui maintiennent un tube déformable élastique 80, en caoutchouc silicone ou autre élastomère convenable, constituant la majeure partie de la colonne d'oxygénation 22. Le tube élastique 80 20 peut être muni sur sa face extérieure d'une pluralité (par exemple 3) de pièces de renfort rigides 82 disposées axialement afin que la partie médiane du tube élastique 80 puisse conserver une dimension transversale généralement constante. En conséquence, lorsque la chambre 76 est mise sous pression, 25 le diamètre du tube 80 diminue, dans le cas représenté par contraction de la partie centrale et étirement des extrémités 86 pour permettre ladite contraction, afin de conférer à la colonne d'oxygénation 22 une dimension transversale et un volume réduits, sur la majeure partie de sa longueur. 30 II en résulte que la dimension transversale et le volume de la colonne d'oxygénation 22 de 1*oxygénâteur suivant l'invention peuvent être ajustés à volonté, par le simple gonflage ou dégonflage de la chambre 76.On conçoit évidemment qu'on peut faire le vide dans la chambre 76 pour agrandir la colonne 22. 35 Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés; elle est susceptible de nombreuses variantes, accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans qu'on s'écarte pour cela du cadre de l'invention. 72 08365 "7" 2128806 - REVENDICATIONS - 10- Oxygénateur de sang formant un eanal d1 écoulement comportant une zone d'oxygénation du sang, et possédant des moyens d'introduction d'un flux de sang à une extrémité dudit canal, ainsi que des moyens d'élimination du sang à l'autre extrémité, ledit 5 oxygénateur étant caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour former un élément pressurisable par un fluide solidaire de 1'oxygénateur et lui conférant, par pression, une stabilité dimensionnelle. 2.- Oxygénateur de sang suivant la revendication 1, caractéri-10 sé en ce que l'élément pressurisable est situé le long de la zone d'oxygénation du sang afin de contrôler effectivement la surface de la section droite de ladite zone en fonction d^ia pression dans ledit élément pressurisable. 3.- Oxygénateur de sang suivant la revendication 2 caractérisé 15 en ce qu'il comprend une enveloppe ou poche déformable. 4.- Oxygénateur de sang suivant la revendication 3 caractérisé en ce que ledit élément pressurisable est constitué par des feuilles souples en matière plastique reliées entre elles pour former deux chambres pressurisables, lesdites feuilles étant fixées sur 20 la partie de l'enveloppe précitée formant la zone d'oxygénation , lesdites chambres étant disposées de façon adjacente à la dite zone d'oxygénation. 5.- Oxygénateur de sang suivant la revendication 4 caractérisé en ce qu'il comporte des moyens supplémentaires pour former un 25 élément pressurisable qui comprend des moyens de jonction rendant pressurisable une partie de l'enveloppe autre que celle f ornant ledit canal d'écoulement, afin de donner de la rigidité à ladite enveloppe par pressurisation . 6.- Oxygénateur de sang suivant la revendication 3 qui comprend 30 un passage, dv type i^ente, à travers l'enveloppe précitée,, 7.- Oxygénateur de sang suivant la revendication 2 caractérisé en ce que l'élément pressurisable comprend un tube élastique dont l'alésage constitue la majeure partie de la zone d'oxygénation du canal d'écoulement, ledit tube élastique dont les extrémités com- 35 muniquent avec le reste du canal d'écoulement étant monté dans une chambre pressurisable grâce à quoi la surface de la section droite dudit tube peut varier suivant la pression qui règne dans ladite chambre0 72 08365 2128806 8.- Oxygénateur de sang suivant la revendication 7, caractérisé en ce que ledit tube élastique comporte des éléments de renforcement montés longitudinalement. 9«- Oxygénateur de sang suivant la revendication 1, caracté-5 risé en ce qu'il comprend une enveloppe souple dans laquelle lesdits moyens pour former un élément pressurisable comprennent des lignes de jonction etanche rendant pressurisable une partie de l'enveloppe autre que celle formant le canal d* écoulement,afin de conférer de la rigidité à ladite enveloppe par pressurisation. 10 10.- Oxygénateur de sang suivant la revendication 9, carac térisé en ce que l'élément pressurisable a une forme générale en U et est placé suivant la périphérie de l'enveloppe précitée.