Brevet FR2266088A1 — publié le 19751024

La présente invention se rapporte à un tuyau déformable. On connais de longue date des appareils prévus pour retirer du sang du corps d'un patient et réintroduire ensuite ce sang du circuit extérieur dans l'appareil circulatoire de ce patient, au cours de divers actes médicaux et interventions chirurgicales. Les progrès récents accomplis dans le domaine chirurgical, par exemple, ont rendu de plus en plus fréquente la nécessité de créer, chez un patient soumis à une opération chirurgicale, un état hypotensif dans le but impératif de réduire l'hémorragie produite par l'intervention chirurgicale. Une technique qui permet de créer cet état hypotensif suppose l'établissement d'une circulation extracorporelle du sang. Cette technique consiste essentiellement à établir un système circulatoire artificiel et extracorporel dans lequel le sang est provisoirement dévié pendant un temps plus ou moins long.Les deux principales fonctions de la circulation sanguine, qui sont le maintien du sang en circulation et l'apport d'oxygène frais au sang faiblement oxygéné venant des veines du patient, sont remplies par des appareils mécaniques, c'est-àdire une pompe et un oxygénateur qui, du point de vue physiologique, prennent le relais respectivement du coeur et des poumons. On connatt plusieurs appareils capables d'assurer cette circulation extracorporelle. Ces appareils dénommés généralement "coeurs-poumons artificiels", se distinguent essentiellement les uns des autres par les types-de pompe et d'oxygénateur utilisés. On a mis au point pour ces appareils trois types principaux de pompes qui sont : les pompes rotatives, les pompes à doigts (ou pompe n sygmamotorH) et les pompes de compression. Quel que soit le type de pompe utilisé, ces appareils présentent comme caractéristique commune un fonctionnement basé sur la compression d'un tuyau déformable contenant le sang, lequel est ainsi soumis à un mouvement à vitesse variable. Toutes ces pompes utilisent, pour véhiculer le sangt des tuyaux en matériau souple élastomère, de section circulaire et dté paisseur de paroi uniforme, et elles sont équipes d'un moyen approprié créant un aplatissement et un relachement pulsatoires du tuyau déformable. Du fait de l'étirage auquel il est soumis sur la pompe, le tuyau déformable s'aplatit dans les zones en contact avec les galets de la pompe, créant ainsi des zones d'occlusion correspondantes qui empêchent le passage du sang. Du fait de la rotation du disque, les galets produisent un avancement continu des zones aplaties du tuyau ainsi qu'un déplacement correspondant des zones d'occlusion dans le sens de l'écoulement sanguin. Ces tuyaux déformables, de section circulaire et d'épaisseur de paroi uniforme ont cependant comme inconvénient un aplatissement incomplet de la zone du tuyau qui est soumise à l'action de compression exercée par le galet car, dans les zones diamétralement opposées du tronçon de tuyau en contact avec le galet, il se produit des réactions élastiques importantes dues au fait qu'un matériau élastique de forte épaisseur doit épouser un profil à très faible rayon de courbure. En conséquence, l'occlusion du tuyau est imparfaite dans les zones incomplètement aplaties par les galets et elle n'est pas proportionnée à la pression exercée. Pour produire l'aplatissement complet du tuyau sur la totalité du diamètre perpendiculairement au sens de la compression exercée par les galets, il faut que le tuyau soit placé au contact des galets de manière à subir un étirage notablement plus important. L'application de cette surpression en vue d'obtenir l'aplatissement complet du tuyau sur la totalité de son diamètre a pour inconvénient très grave de traumatiser et d'hémolyser un nombre élevé d'hématies, ce qui cause un dommage notable au sang du patient, l'hémolyse des hématies étant d'autant plus importante que le temps pendait lequel le patient doit autre placé dans un état de circulation extracorporelle est plus long. Un autre inconvénient évident, résultant de l'excès de pression qui doit entre exercé sur le tuyau dans lequel circule le sang afin d'obtenir son aplatissement complet, réside dans l'étirage excessif auquel doit être soumis le tuyau, ce qui conduit en conséquence à une augmentation de son usure et à une diminution de sa durée de vie utile. La présente invention a pour objet un tuyau déformable qui remédie à ces inconvénients et est caractérisé en ce que sa paroi comporte au moins deux rainures longitudinales diaiétralement op posées. L'utilisation de ce tuyau nécessite son montage sur un appa reil approprié capable d'assurer un aplatissement et un relache ment pulsatoires du tuyau, quel que soit le type d'appareil utili sé, de manière telle que les actions d'aplatissement et de rela chement soient exécutées sensiblement perpendiculairement au plan passant par les deux rainures diamétralement opposées En consé quence, les zones du tuyau qui, du fait de l'aplatissement, doi vent adopter un profil à très faible rayon de courbure, correspon dent aux zones du tuyau dont l'épaisseur est moindre, c'est-à-dire aux zones pourvues de rainures. I1 doit entre clairement entendu que, dans les limites de la présente invention, le terme rainures s'applique à tout creux ou évidement de quelque profil que ce soit, prévu dans la paroi du tuyau et dont la forme et les dimensions sont telles que les réac tions élastiques produites par 1 'aplatissement du tuyau à 1' endroit de ces rainures sont minimes, contrairement aux réactions élas tiques largement supérieures produites lorsqu'on essaie d'aplatir le tuyau dans les zones de plus forte épaisseur, ou contrairement aux réactions élastiques produites lorsqu' on aplatit un tuyau d'é paisseur de paroi uniforme. La présente invention sera bien con prise à la lecture de la ~description suivante faite en relation avec les dessins ci-joints, dans lesquels : La Figure 1 est la vue en perspective d' un tronçon de tuyau de section carrée, conformément à un premier exemple de réalisa tion de la présente invention, représenté dans sa position non a platie ; La Figure 2 est la vue en coupe, suivant le plan de coupe II II, du tuyau de la figure I La Figure 3 est la vue schématique d'une pompe rotative sur laquelle est monté le tuyau de la figure 1 La Figure 4a est la vue en coupe du tuyau de section carrée de la figure 1, suivant le plan de coupe Iya-Iwra de la figure 3 ;; La Figure 4b est la vue en coupe d'un tuyau conforme à la technique antérieure, dans la méme position que celle qui est représentée à la figure 4a La Figure 5 est la vue en coupe d'un tuyau de section arrondie, conformément à un deuxième exemple de réalisation de la présente invention, représenté dans sa position non aplatie Lta Figure 6 est la vue en coupe du tuyau de la figure 5, représenté dans sa position aplatie La Figure 7 est la vue en coupe d'un autre exemple de réalisation d'un tuyau de section arrondie, conformément à la présente invention, dans sa position non aplatie ; et La Figure 8 est la vue en coupe du tuyau de la figure 7, représenté dans sa position aplatie. On se reportera maintenant aux figures 1 à 4a des dessins qui représentent un premier exemple de réalisation d'un tuyau déformable, conformément à la présente invention. Le tuyau 1 est de section sensiblement carrée et il est constitué d'un matériau élastique et souple qui est inerte et compatible avec la nature du sang qu'il doit contenir. Les matériaux appropriés à la fabrication du tuyau déformable sont bien connus de l'homme de l'art. Sans que cette énumération soit limitative, on peut citer parmi les matériaux élastiques et souples appropriés : le caoutchouc naturel, les copolymères élastomères d'éthylène-propylène et les caoutchoucs de silicone.Le tuyau 1 comprend quatre parois épaisses 2a, 2b, 2c et 2d qui sont respectivement reliées l'une à 1' autre par des segments de paroi amincis 3a, 3b, 3c et 3d formant autant de rainures que, pour des raisons de simplicité, on désigne par les mêmes références que celles qui sont utilisées pour les segments de paroi amincis. Les extrémités 4a et 4b du tuyau 1 sont fixées dans des embouts de verrouillage Sa et 5b. Ces derniers comportent des trous débouchants permettant de recevoir des raccords de tuyaux 7a et 7b dans lesquels s'emmanchent respectivement les tuyaux 6a et 6b. La figure 3 représente schématiquement le tuyau déformable 1 monté sur une pompe rotative classique 8. La pompe 8 se compose d'un disque 9 qui est entraîné dans un mouvement de rotation autour de son axe 9b, dans le sens indiqué par la fleche, par un moyen de commande approprié (non représenté). Au voisinage de la périphérie 9a du disque 9, des galets lOa, lOb et lOc, montés à rotation libre sur pivots, supportent le tuyau déformable 1 en l'étirant légèrement. Sous l'effet de ce léger étirage (qui produit à son tour sur le tuyau une pression tout à fait insuffisante, comme on l'a indiqué ci-dessus, pour provoquer une hémolyse du moins appréciable) a le tuyau 1, dans les zones qui se trouvent successivement en contact avec les galets, prend une position complètement aplatie sur tout le diamètre perpendiculairement au plan de l'action d'aplatissement exercée par les galets, comme le montre la figure 4a. Cette dernière figure montre également l'occlusion parfaite réalisée par les parties aplaties du tuyau. Les figures 2 et 4a montrent également de maniere claire le rible différent des "rainures" 3a et 3c par rapport aux Mraînuresea 3b et 3d. Alors que les premières ont pour but de faciliter l'aplatissement parfait de deux parois contiguës du tuyau (2a, 2d par exemple) contre les deux parois contiguës opposées (2b, 2c), sans qutil se produise des réactions élastiques appréciables perpendiculairement au plan d'aplatissement P, les "rainures* 3b et 3d ont pour rblè de favoriser le rapprochement des parois contiguës de telle sorte que, dans la position aplatie, la paroi 2a soit au meme niveau que la paroi 2d, et la paroi 2B au même niveau que la paroi 2c, sans qu'il se produise des réactions élastiques appréciables parallèlément au plan d'aplatissement P. I1 est évident que les réactions élastiques de ces zones de tuyau seront beaucoup plus faibles que les réactions élastiques qui seraient produites par une paroi relativement plus épaisse, comme c'est le cas pour les tuyaux sans rainures, conformément à la technique antérieure, généralement utilisés actuellement. Aux fins de comparaison, la figure 4b représente la position d'aplatissement incomplet obtenue avec un tuyau d'épaisseur uniforme conforme à la technique antérseure, soumis au même étirage que le tuyau conforme à la présente invention et représenté aux figures 3 et 4a. La figure 4b montre également de manière évidente l'occlusion imparfaite réalisée par le tuyau incomplètement aplati dans les zones diainétruement opposées lla et llb. Les figures 5 et 6 montrent un autre exemple de réalisation constitué par un tuyau déformable de section arrondie, conformément à la présente invention, respectivement en l'absence de toute contrainte extérieure et dans la position aplatie. Les figures 7 et 8, qui sont analogues aux figures 5 et 6, montrent un autre exemple de réalisation de la présente invention. I1 est évident, d'après les figures 7 et 8, que les "rainures" nécessaires pour obtenir l'effet technique souhaité sont celles qui déterminent le plan d'aplatissement P. Suivant un exemple particulièrement préféré de réalisation de la présente invention, le tuyau déformable est fabriqué de manière telle que sa forme intrinsèque soit conforme au profil que le tuyau est amené à épouser lorsqu'il est monté sur le disque rotatif de la pompe, c'est-à-dire qu'il a sensiblement la forme d'un U comme le montre la figure 3. Si, au lieu autre fabriqué suivant un profil droit et plié ensuite lorsqu'on le monte sur les galets de la pompe rotative, le tuyau est fabriqué de manière à présenter intrinsèquement la forme approximative d'un U qu'il prendra de toute façon lorsqu'il sera monté sur les galets, l'expérience a prouvé en fait que le volume de sang contenu dans un tronçon quelconque du tuyau, compris entre un galet et le galet suivant, est supérieur à celui qui est contenu dans un tronçon analogue d'un tuyau fabriqué suivant un profil droit et plié ensuite lorsqu'on le monte sur la pompe. En conséquence, toutes caractéristiques de construction et conditions de fonctionnement étant égales par ailleurs, les pompes qui utilisent des tuyaux déformables à profil en U conformément à la présente invention, permettent d'obtenir des débits plus importants que les pompes sur lesquelles sont montés des tuyaux à profil droit. L'expérience a prouvé que, lorsqu'on aplatit un tuyau conforme à la présente invention, les réactions élastiques se produisant dans les zones plissées du tuyau qui présentent un faible rayon de courbure sont, en relation avec 1 'utilisation prévue pour ce type de tuyau, sensiblement sans conséquence et il en résulte un aplatissement facile et complet du tuyau sur la totalité de son diamètre. On obtient également cet aplatissement complet du tuyau en lui appliquant de très légers étirages qui sont en tout cas insuffisants pour provoquer la traumatisation et (ou) l'hémolyse des hématies. L'expérience a prouvé en fait que, alors que les tuyaux classiques utilisés actuellement de manière générale doivent autre soumis à une pression d'environ 7kg pour s' aplatir complètement, une pression de 70g environ suffit pour obtenir le méme résultat sur le tuyau déformable qui fait l'objet de la présente invention. Si l'on considère qu'une pression de 2kg environ suffit pour provoquer l'hémolyse des hématies, il est évident que le présent tuyau déformable perfectionné ne provoque aucun taux appréciable d'hémolyse. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalistation qui viennent d'étire décrits, elle est an contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparattront à l'homme de l'art. R e v e n d i c a t i o n s 1. Tuyau déformable, caractérisé en ce que sa paroi est pourvue d'au moins deux rainures Longitudinales diamétralement opposées. 2. Tuyau déformable suivant la revendication 1, caractérisé en ce que sa paroi est pourvue d'au moins deux rainures supplémentaires placées sur les catés opposés par rapport au plan passant par les deux premières rainures mentionnées. 3. Tuyau déformable suivant l1une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il présente en coupe une forme sensiblement rectangulaire. 4. Tuyau déformable suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'il présente en coupe une forme sensiblement carrée. 5. Tuyau déformable suivant lune des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il présente en coupe une forme sensiblement circulaire 6. Tuyau déformable suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il présente longitudinalement un profil en U.