Brevet FR2468377A1 — publié le 19810508

L'invention a pour objet une seringue comprenant un vérin à fluide sous pression qui fournit la for- ce nécessaire à l'éjection d'un liquide ou d'une pâte. Une telle seringue convient bien quand il s'agit de faire des piqures dans des tissus compacts o l'infiltra- tion d'un liquide se fait difficilement comme, par exemple, dans les tissus osseux ainsi que cela se produit fréquemment en chirurgie dentaire. Toutefois, la seringue de l'invention n'est pas limitée à cette utilisation; au contraire, elle ap- porte par sa conception nouvelle la possibilité de l'employer de manièr2'universelle. En effet, elle permet aussi l'exé- cution de piqares dans les tissus mous avec la même douceur et le même contrôle précis auxquels on parvient avec les seringues purement manuelles. A l'opposé, elle peut servir aussi à l'in- filtration d'un liquide dans les tissus, sans aiguille, par une simple projection sous forte pression. Des seringues comprenant un vérin sont déjà connues; on en trouve une description dans le bre- vet américain no 3.605.745 et dans le brevet français no 72- 27030 (2.193.626). Dans ces seringues, le vérin comprend un piston sur lequel agit le fluide sous pression. Afin que l'ef- fet de la pression soit plus facilement contrôlable, le fluide est admis sur les deux côtés du piston et c'est la pression dif- férentielle que l'on crée entre les deux côtés qui provoque le déplacement du piston dans le sens de l'injection. La pression différentielle s'établit par suite de la manoeuvre par l'utili- sateur d'une vanne d'obturation ou d'ouverture d'un orifice de fuite. Cette vanne a une course faible. En outre, sa position d'ouverture est totalement indépendante de la position du pis- ton du vérin et, par conséquent, de la quantité de liquide in- jectée.L'utilisateur n'est donc nullement informé ni sur la vitesse réelle de l'injection ni sur le volume injecté à un mo- ment donné. Le but principal de l'invention est d'apporter une seringue assistée par un vérin grâce à la- quelle l'utilisateur est renseigné à tout instant sur le volu- me injecté et sur la vitesse d'injection. En outre, avec la se- ringue de l'invention, l'opérateur règle lui-même, du début à là fin, la vitesse à laquelle l'injection est faite; en fait l'utilisateur impose et modifie comme il le veut, à tout mo- ment,la vitesse ou, ce qui revient au même, le débit du liqui- de injecté. Dans une seringue pour éjection d'un liquide con- tenu dans une cartouche sous l'action d'un premier piston en contact direct avec ce liquide, ce premier piston est poussé par la tige d'un second piston monté coulissant dans un cy- lindre d'un vérin faisant partie de la seringue. Ce second piston divise le cylindre en une première chambre située du côté du liquide à éjecter et en une seconde chambre située du côté opposé. Un orifice d'alimentation en fluide sous pression s'ouvre dans la seconde chambre à travers la paroi du cylin- dre. Selon l'invention, au moins un canal de communi- cation existe entre la seconde chambre et l'extérieur du cy- lindre; ce canal, ou chacun des canaux de communication a un orifice d'entrée ouvert dans la seconde chambre et un orifice de sortie ouvert à l'extérieur et l'un de ces deux orifices est situé de façon à être obturé ou dégagé à volonté par l'u- tilisateur pendant le déplacement d'un élément monté mobile par rapport au cylindre en correspondance avec les mouvements du second piston. Dans un exemple de réalisation de l'invention, le canal de communication s'étend dans la tige du second piston et son orifice de sortie se trouve sur un prolongement de cet- te tige en dehors du cylindre. De préférence, dans un autre exemple de réalisa- tion de l'invention, le canal de communication comprend un pre- mier tronçon s'étendant entre la seconde chambre et la premiè- re chambre en traversant le second piston et/ou la tige de ce second piston, et un second tronçon qui traverse la paroi du cylindre entre la première chambre et l'extérieur du cylin- dre. Selon une première variante de réalisation, l'élément mo- bile traverse la paroi extrême du cylindre à l'opposé du côté de l'éjection, cette tige se terminant à l'intérieur du cylin- dre par une extrémité apte à obturer l'orifice d'entrée du ca- nal de communication s'ouvrant dans la seconde chambre. Selon une seconde variante de réalisation l'élément mobile traverse la paroi extrême du cylindre du côté de l'éjection et il est muni à l'intérieur du cylindre d'un organe d'obturation de l'orifice d'ouverture du premier tronçon à l'intérieur de la première chambre. De préférence, dans cette seconde variante de réalisation, l'orifice d'ouverture du premier tronçon du canal de communication se trouve sur une face tournée vers le piston d'une extension radiale de la tige de piston et l'élé- ment mobile est muni à l'intérieur du cylindre d'une colleret- te montée coulissante sur la tige de piston entre ce piston et ladite extension radiale. Pour bien faire comprendre l'invention, on donne- ra maintenant une description de plusieurs exemples de réalisa- tion. On se reportera aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue en coupe par un plan pas- sant par l'axe longitudinal d'une seringue conforme à l'inven- tion, - la figure 2 est une vue analogue à la figure 1 d'une première variante de réalisation de la même seringue, - la figure 3 est une vue partielle en coupe mon- trant une seconde variante de réalisation, - la figure 4 est une vue en coupe semblable aux figures 1 et 2 illustrant un exemple préféré de réalisation de l'invention. Les exemples décrits ici présentent tous la ca- ractéristique générale de l'invention que l'on expliquera en premier lieu avant de montrer les variantes de détail suscep- tibles d'être adoptéespour les modalités pratiques de réali- sation. Par conséquent, sur les figures on se servira des mê- mes références pour désigner les pièces identiques ou équiva- lentes. Une seringue d'injection comprend un premier cy- lindre 1 ou une cartouche rapportée 1 contenant un liquide 2 à injecter par une aiguille 3 sous l'effet d'un premier pis- ton 4 qui est en contact direct avec le liquide 2. Cette se- ringue comprend aussi en arrière du cylindre 1 ou de la car- touche 1, un cylindre 5 d'un vérin contenant un second pis- ton 6; celui-ci est monté à une extrémité d'une tige de pis- ton 7 qui traverse la paroi extrême 8 du côté de l'aiguille 3 ou, d'une façon plus générale, du côté de l'éjection du li- guide 2 hors de la cartouche 1. L'autre extrémité de la tige de piston 7 agit directement sur le premier piston 4. Le second piston 6 divise le cylindre 5 du vérin en une première chambre 9 située du côté du liquide 2 à éjec- ter et en une seconde chambre 10 située du côté opposé. Un o- rifice 11 d'alimentation en fluide sous pression (de préféren- ce un gaz comprimé) s'ouvre dans la seconde chambre 10. La position exacte de cet orifice n'a pas une grande importance du moment que la seconde chambre 10 peut être alimentée conve- nablement. L'orifice 11 peut être celui d'un canal l1A traver- sant la paroi latérale du cylindre 5, comme représenté en trait plein sur la figure 1 et en trait mixte sur la figure 2, ou traversant la paroi extrême 12 du côté opposé à l'éjection (figure 4), ou l'orifice d'un canal foré dans une tige 13 fi- xée au piston 6 et traversant la paroi extrême 12 comme on peut le voir sur la figure 2. Selon la caractéristique générale de l'invention, il existe au moins un canal de communication entre la seconde chambre 10 et l'extérieur du cylindre 5; ce canal a un orifice d'entrée 14 ouvert dans la seconde chambre et un orifice de sor- tie 15 ouvert à l'extérieur; en outre, l'un au moins de ces deux orifices 14, 15 est situé de façon à être obturé ou dégagé à volonté par l'utilisateur pendant le déplacement d'un élément 16 monté mobile par rapport au cylindre 5 en correspondance avec les mouvements du second piston 6. Quand on dit que l'élément 16 est mobile en corres- pondance avec le piston 6, on veut dire que l'élément 16 a une course égale à celle du piston 6 et, aussi, que tout mouvement du piston 6 dans ses déplacements, en particulier dans le sens de l'injection, accompagne un mouvement correspondant de l'élé- ment mobile 16. De préférence, pendant la course d'injection du piston 6, le déplacement correspondant de l'élément mobile 16 a lieu dans le sens longitudinal par rapport au cylindre 5. Le canal de communication désigne, dans l'esprit de l'invention, tout passage, à voie unique ou à voies multi- ples, en un seul tronçon ou en plusieurs tronçons, qui peut exister entre la seconde chambre 10 et l'extérieur du cylindre 5. Dans la seringue de la figure 3, il existe de nom- breux canaux de communication C, C', C'', C''', etc... percés à travers la paroi latérale du cylindre 5, le long d'une même génératrice; ils sont espacés entre eux de distances égales ou variables dont la valeur dépend de l'importance des mouve- ments successifs que l'on veut imposer au second piston 6. L'é- lément mobile 16 est monté coulissant le long du cylindre 5 de façon à recouvrir les canaux C, C', C'', C''', etc... Plus exactement, chaque canal, C, C', C'', C''', etc... a un orifice d'entrée 14 et un orifice de sortie 15, et l'élément mobile est capable de dégager puis d'obturer succes- sivement chaque orifice 15 des canaux. Dans l'exemple de la figure 2, il existe un seul canal de communication C qui se confond avec une partie de la longueur du canal liA. L'orifice d'entrée 14 du canal C est confondu avec l'orifice 11 d'alimentation de la seconde cham- bre 10. La tige 13 présente dans sa partie extrême un anneau 18, creux, qui constitue deux branches circulaires du canal 11 A après unembout extrême î9d'alimentation en gaz sous pres- sion. L'orifice de sortie 15 du canal C est placé à l'inté- rieur de l'anneau 18 de manière à pouvoir être facilement ob- turé ou dégagé par le pouce de l'opérateur, introduit dans cet anneau 18 de la même façon que dans un anneau classique d'u- ne seringue manuelle. La partie de la tige 13 située entre le cylindre 6 et l'anneau 18 constitue aussi l'élément mobile 16. Dans l'exemple des figures 1 et 4, le canal de communication C est composé d'un premier tronçon Cl et d'un se- cond tronçon C2. Le premier tronçon Cl s'étend entre la secon- de chambre 10 et la première chambre 9 en traversant le pis- ton 6 et la tige de piston 7; le second tronçon C2 traverse la paroi du cylindre 5 entre la première chambre 9 et l'exté- rieur. Le tronçon Ci est foré coaxialement dans le pis- ton 6 puis dans la tige de piston 7 et il se termine par une partie radiale dans cette dernière tige. Dans la seringue de la figure 1, le tronçon Cl s'ouvre dans la première chambre 9 par un orifice d'ouverture 20 situé sur la face latérale de la tige 7; l'élément mobile 16 traverse coaxialement la pa- roi-extrême 12, opposée au côté de l'injection, du cylindre 5 et se termine à l'intérieur de ce dernier par une extrémité conique 21 appropriée capable d'obturer l'orifice d'entrée é- vasé 14 du tronçon Cl. De préférence, l'extrémité conique 21 a un diamètre supérieur à celui de la tige 16 et elle est pri- se entre des griffes repliées 22 qui s'étendent à partir de la face voisine du piston 6. Ces griffes laissent un jeu en sens longitudinal à l'extrémité conique 21. Dans la seringue de la figure 4, la tige de pis- ton 7 est pourvue d'une extension radiale 23 dans laquelle s'étend la partie radiale du tronçon Cl; cette extension 23 est espacée du piston 6 et le tronçon Cl se termine par un o- rifice d'ouverture 20 situé dans la face de l'extension 23 tournée vers le piston 6. L'élément mobile 16 traverse la pa- roi extrême 8, du côté de l'éjection, du cylindre 5, et se termine à l'intérieur de ce dernier par une collerette 24 montée coulissante sur la tige de piston 7 entre le piston 6 et l'extension radiale 23. La collerette 24 porte un orga- ne.d'obturation 25 capable de venir obturer l'orifice d'ou- verture 20 du tronçon Cl à l'intérieur de la première chambre 9. L'élément mobile 16 traverse la paroi ex- trême 8 du cylindre 5, et peut glisser en sens longitudinal le long de la cartouche 1. Le fonctionnement est identique dans tous les cas. Quand la seringue a été mise en état d'utilisation, lors- que du gaz sous pression est envoyé par le canal d'alimenta- tion liA dans la seconde chambre 10, ce gaz ne peut pas avoir d'effet sur le piston 6 tant que le canal C ou un des ca- naux C, C', C'', C''', etc... a ses deux orifices 14 et 15 ouverts, ou tant que les tronçons Cl, C2 ont leurs orifices ouverts. Dès que l'on obture l'un des orifices: l'orifice 15 avec son pouce dans la seringue de la figure 2, l'orifice 15 avec l'élément mobile 16 dans la seringue de la figure 3, l'o- rifice 14 du tronçon Cl à l'aide de l'élément mobile 16 ou l'orifice 20 du tronçon Cl à l'aide de l'élément mobile 16 respectivement dans les seringues des figures 1 et 4, la pression monte dans la-seconde chambre 10 et le piston 6 est poussé dans le sens de l'injection. Ce mouvement du piston etdonc, l'injection du liquide, s'arrête aussitôt que l'o- rifice du canal de communication cesse d'être obturé, ce qui se produit très rapidement si l'élément mobile 16 n'est pas poussé par l'utilisateur de manière à accompagner le piston 6. Avec la seringue de la figure 2, dès que l'an- neau 18 entraîné par le piston 6 a avancé plus vite que le pouce qui obture l'orifice 15, l'injection s'arrête. Avec la seringue de la figure 3, si l'élément mobile 16 vient juste d'obturer l'orifice 15 du canal C', dès que le piston 6 dé- passe le canal C'' découvert par la fenêtre 17, l'injection s'arrête. La même chose a lieu avec les seringues des figures 1 et 4. Par conséquent, l'utilisateur commande lui-mê- me la vitesse d'injection par l'intermédiaire de la vitesse à laquelle il déplace l'élément mobile 16. De plus, il constate et il sent de quelle façon lente ou rapide, le piston 6 exécute l'éjection du liquide en suivant le déplacement de l'élément mobile 16. Quand l'infiltration du liquide 2 se produit diffi- cilement dans un tissu osseux, l'utilisateur déplace l'élément mobile 16 lentement à une vitesse aue le piston 6 peut accom- pagner avec régularité. Dans des tissus mous, le déplacement de l'élément mobile peut être encore plus lent, afin qu'une éjection brutale soit évitée. Ceci est important quand on son- ge qu'une injection d'un liquide anesthésiant faite trop rapi- dement peut être la cause d'incidents cardiaques et que, faite trop brutalement, elle peut provoquer des déchirements tissu- laires. La longueur du déplacement de l'élément mobile 16 est la même que celle des pistons 6 et 4; elle est propor- tionnelle à la quantité de liquide éjecté. Par conséquent, la course que l'utilisateur fait accomplir à l'élément mobile 16 le renseigne sur la fraction correspondante de liquide éjecté. Il peut donc accélérer ou ralentir en conséquence le mouvement de l'élément mobile 16 ou même l'interrompre pour ne faire qu'une injection partielle dans certaines circonstances. Le mouvement peut être aussi lent qu'il le faut pour que le do- sage soit précis; de plus, l'élément mobile 16 peut porter une graduation. Bien entendu, comme avec toutes les seringues à injection assistées par un vérin, la force ou la fatigue de l'utilisateur n'interviennent plus pour limiter les injec- tions, même dans les tissus résistants. Avec une seringue conforme à l'invention, le piston se déplace à une vitesse aussi lente que l'utilisateur le veut, sur la totalité de sa course. Cela n'empêche pas, à l'inverse, la possibilité d'éjectionstrès brutalescar il est facile à l'utilisateur de pousser l'élément mobile 16 à la vitesse la plus grande que peut prendre le piston. Par consé- quent des infiltrations sans aiguille sont possibles aussi a- vec la seringue de l'invention. Les seringues des figures 1 à 3 sont relative- ment longues puisque la longueur de l'élément mobile 16 s'a- joute, au début de l'éjection, à celle descylindres 1 et 5. La seringue de la figure 4 est plus courte; elle est préférable pour les soins dentaires. Dans ce cas, l'élément mobile 16 est déplacé vers l'aiguille, pendant les injections, à l'aide d'un doigt comme l'index. On notera que la première chambre 9 a un volume décroissant pendant une course d'éjection; il est nécessaire qu'elle communique toujours librement avec l'atmosphère. Il n'est pas prévu, selon l'invention, que cette chambre 9 soit remplie de gaz sous pression afin d'équilibrer la pression exercée sur le piston 6 dans la seconde chambre 10. En consé- quence, quand la résistance des tissus est faible, le piston 6 est poussé par le gaz sous pression quand l'orifice du canal de communication n'est encore que partiellement obturé. Une obtu- ration totale n'est nécessaire que lorsque la résistance des tissus est forte. Il en résulte que, avec une seringue confor- me à l'invention, la force mise en jeu est juste celle qui est nécessaire et la consommation de gaz sous pression est dosée économiquement en fonction des besoins. Dans une seringue réalisée comme décrit en ré- férence à la figure 4, le piston 6 avait un diamètre de 26 mm et l'orifice 20 un diamètre de 0,3 mm pour une pression du gaz d'alimentation de 4 bars. La seringue de l'invention est utilisable pour l'injection de liquides d'anesthésie ainsi qu'on l'a dit plus haut mais il est clair qu'elle n'est pas limitée à cet usage, en raison précisément de son aptitude à créer, sous le con- trôle précis et dosé de l'opérateur, une force importante d'éjection puisque l'énergie est fournie par une source extérieure. En particulier, les dentistes se servent main- tenant pour la prise des empreintes dentaires d'une pâte visqueuse que l'on prépare au moment de l'emploi par le mélange d'un premier composant à base de silicone et d'un second composant contenant un durcisseur. Après prépara- tion, cette pâte est introduite dans une seringue et éjectée à.l'aide de celle-ci contre les dents et les gencives dont on veut relever l'empreinte. La seringue de l'invention convient parfaitement à cet usage. Dans les exemples de réalisation décrits plus haut on s'est référé au cas d'une seringue servant unique- ment à produire l'éjection d'un liquide ou d'une pâte par suite du déplacement asservi du piston dans le sens désirable. On ne sortirait pas du cadre de l'invention en prévoyant le déplacement asservi du piston dans le sens d'une aspiration si l'on voulait, par exemple, produire une succion forte ou brusque à l'extrémité d'un conduit monté sur le corps de la seringue. Il suffit dans ce cas de prévoir une simple inversion de la disposition des organes décrits, notamment le sens de l'arrivée et de la sortie du fluide sous pression et du déplacement de l'élément mobile commandant le débit de ce fluide. REVENDICATIONS 1 / Seringue d'éjection d'un fluide ou d'une pâte sous l'action d'un premier piston en contact direct a- vec ce liquide, ce premier piston étant poussé par la tige d'un second piston monté coulissant dans un cylindre de vé- rin qui est divisé par ce second piston en une première cham- bre située du côté du liquide à éjecter et une seconde cham- bre située du côté opposé, ce cylindre ayant un orifice d'ali- mentation en fluide sous pression de sa seconde chambre, carac- térisée en ce qu'au moins un canal de communication existe en- tre la seconde chambre et l'extérieur du cylindre, ce canal ou chacun de ces canaux ayant un orifice d'entrée ouvert dans la seconde chambre et un orifice de sortie ouvert à l'exté- rieur, l'un de ces deux orifices étant situé pour être obturé ou dégagé à volonté par l'utilisateur de la seringue pendant le déplacement d'un élément mobile par rapport au cylindre en correspondance avec les mouvements du second piston. 2 / Seringue selon la revendication 1 caratéri- sée en ce que le canal de communication s'étend dans la tige du second piston et son orifice de sortie se trouve sur un pro- longement de cette tige en dehors du cylindre. / Seringue selon la revendication 1 caracté- risée en ce que le canal de communication comprend un premier tronçon s'étendant entre la seconde chambre et la première chambre en traversant le second piston et/ ou la tige de ce second piston, et un second tronçon traversant la paroi du cy- lindre entre la première chambre et l'extérieur du cylindre. / Seringue selon la revendication 3 caracté- risée en ce que l'élément mobile traverse la paroi extrême du cylindre à l'opposé du côté de l'éjection et se termine à l'intérieur du cylindre par une extrémité apte à obturer l'o- rifice d'entrée du canal de communication s'ouvrant dans la seconde chambre. / Seringue selon la revendication 4 caracté- risée en ce que le premier tronçon du canal de communication est foré coaxialement dans le piston et dans la tige de ce piston et s'ouvre dans la face latérale de cette tige de pis- ton à l'intérieur de la première chambre, l'élément mobile il traversant coaxialement la paroi extrême du cylindre. / Seringue selon la revendication 3 caracté- risée en ce que l'élément mobile traverse la paroi extrême du cylindre du côté de l'éjection et s'étend en dehors du cylindre parallàlement à ce dernier, en étant muni à l'intérieur du cy- lindre d'un organe d'obturation de l'orifice d'ouverture du pre- mier tronçon à l'intérieur de la première chambre. / Seringue selon la revendication 6 caracté- risée en ce que le premier tronçon du canal de communication est foré coaxialement dans le tronçon et dans la tige de ce piston, cette tige ayant une extension radiale ayant une face tournée vers le piston et le premier tronçon se poursuit dans cette extension radiale et se termine par une ouverture dans la face tournée vers le piston, l'élément mobile s'étendant en face de cette ouverture avec une partie saillante apte à s'y appliquer pour l'obturer. 8 / Seringue selon la revendication 7 caracté- risée en ce que l'élément mobile est muni à son extrémité si- tuée à l'intérieur du cylindre d'une collerette.montée coulis- sante sur la tige du piston entre ce piston et l'extension ra- diale de la tige.