Brevet FR2475398A1 — publié le 19810814

La présente invention concerne un procédé automatisé d'injec- tion de fluide et un dispositif pour sa mise en oeuvre. Ellese rapporte plus particulièrement à un appareil automatisé de gavage d'animaux de laboratoire. Dans la plupart des laboratoires, le gavage s'effectue le plus souvent manuellement à l'aide d'une seringue munie d'une canule utilisée successivement pour tous les animaux. Si l'un d'eux présente une infec- tion, les germes sont transmis à tous les autres. Pour certaines études, il est indispensable d'éviter toute transmission de germes d'un animal à un autre, même en l'absence de contamination par unagent pa- thogène. Jusqu'à présent, on a donc utilisé, pour chaque animal, une canule et une seringue différentes. Il en résulte une grande consomma- tion de canules et de seringues, ce qui augmente le coût du gavage, et une perte de temps importante. Par ailleurs, on connait des distributeurs de réactifs consti- tués d'une seringue adaptée au volume que l'on veut délivrer, d'un moteur électrique actionnant le piston de la seringue et d'une vanne automatique à trois voies qui met la seringue en relation alternati- vement avec le tuyau de distribution et celui d'aspiration. Lorsque l'appareil est mis en route, le moteur pousse le piston, dans le corps de la seringue et le contenu de celle-ci est chassé dans le tuyau de distribution. On peut utiliser ces distributeurs pour 1 gavage d'animaux lorsqu'on adapte une canule ou tuyau de distribuLe011. Mais avec ces appareils, il est nécessaire de changer la canule pour chaque animal. Par conséquent, un but de l'invention est de fournir un procé- dé d'injection de fluide, notamment d'introduction de liquides ou mas- ses pâteuses dans l'estomac d'animaux ou d'être humains, ce procédé étant automatisé, c'est à dire rapide et économique, et garantissant l'absence de contamination d'un sujet à un autre. Un autre but de l'invention est de fournir un dispositif d'injection de fluides, de préférence d'une solution pour le gavage d'animaux. Pour parvenir à ce but, l'invention décrit un procédé automa- tisé d'injection de fluide, consistant à prélever, à injecter ledit fluide et à aseptiser le moyen d'injection, ledit procédé étant carac- térisé en ce qu'on utilise et aseptise toujours le même moyen pour effectuer plusieurs injections, les étapes de prélèvement, d'injection et d'asepnie étant automatises. Ainsi, dans le cas de gavage, on -2 2475398 utilise toujours la même canule. Dans le cas d'injection parentale, à savoir de piqures en série, _ _____- on utilisera toujours la même aiguille. Si on veut in- jecter un produit chimique dans une plante, par exemple lors du traite- ment d'arbres, on utilisera aussi toujours la même aiguille. Par consé- quent, le terme l'aseptie doit être pris aussi dans le sens de rinçage. L'invention se caractérise en outre en ce qu'on aseptise et/ou on rince le moyen d'injection avant l'étape de prélèvement et avant l'injection. Les parois internes et externes du moyen d'injection sont, lors de l'aseptie, en contact avec le produit désinfectant. Les germes qui peuvent se trouver à l'intérieur ou à l'extérieur du moyen d'in- jection sont donc éliminés. De plus, on peut prélever un volume prédé- terminé de fluide en utilisant une seringue munie d'un piston et en réglant le déplacement du piston. Le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'in- vention comporte notamment: un moyen pour prélever un fluide, un moyen pour injecter ledit fluide, un moyen pour aseptiser le moyen d'injection, un support recevant ce dernier pendant son aseptie et/ou son rinçage, des moyens de commande du prélèvement et de l'injection et des moyens de commande de l'aseptie et/ou du rinçage du moyen d'in- jection. La description ci-dessous, en regard des dessins annexés, per- mettra de bien comprendre comment l'invention peut être mise en prati- que dans le cas, non limitatif du gavage d'animaux. La figure I est un schéma général d'un dispositif selon l'invention. La figure 2 est un schéma électrique d'alimentation et de commande du dispositif selon l'invention. La figure 3 est une vue de dessus du dispositif selon l'in- vention. La figure 4 est une vue en coupe selon la ligne IV-IV de la figure 3. La figure 5 est une vue du support recevant le moyen d'injection. Comme on le voit sur les figures I et 5 le dispositif selon l'invention est constitué d'une seringue 1 et d'une canule 2, d'un support 3 recevant la canule pendant les opérations de rinçage et d'a- septie, d'un motoréducteur 4 actionnant un chariot 5 (voir figure 3) 3 2475398 mobile sur deux rails 6, ce qui assure les déplacements du piston 7 dans le corps de la seringue l amovible. En outre un ensemble de vannes VI, V2, V3, V'3, V*, V'4 'ectromagnetiqucs Permet de délivrer en temps voulu, les différents liquides dans la canule et hors de celle-ci. Enfin, un programmateur 3 commande les électro-vannes, c'est à dire les diffé- rentes étapes de rinçage et d'aseptie de la canule et le motoréducteur. La seringue! et la canule 2 sont reliées par des tuyaux 9 et des raccords (non représentés). La seringue détermine le volume délivré à chaque injection, de préférence chaque gavage, par son diamètre et la course du piston. La canule 2 de gavage, est destinée à pénétrer dans l'estomac de l'animal et est constituée d'un tube mince, de pré- férence en acier inoxydable, muni à une extrémité d'une olive 10 pour ne pas blesser l'animal, et à l'autre extrémité d'une poignée Il ser- vant à tenir l'ensemble en main. Le fluide de gavage pénètre dans la seringue par le tuyau de remplissage 12, un tuyau de gavage 9 relie directement la seringue 1 à la canule 2. Le tuyau 14 permet l'admis- sion d'alcool dans le support de canule, par le branchement 14a et l'admission d'alcool à l'intérieur de la canule, par le branchement 14b. De même le tuyau 15 permet l'admission d'eau dans le support de canule, par le branchement 15a et!'admission d'eau à l'intérieur de la canule, par le branchement 15b. L'ensemble du circuit est amovible, de manière à pouvoir Ctre nettoyé, stérilisé ou remplacé. L'alcool se déplace dans le sens de la flèche F1, l]'eau dans le sens de la flèche F2 et ceci, grâce à des pompes placées en amont. De préférence, le cir- cuit de gavage est amovible, de manière à pouvoir être nettoyé et sté- rilisé. Le support 3 de canule est constitué d'un bloc 16, de préfé- rence en acier inoxydable, percé d'un canal central 17, cylindrique et de dimension convenable pour que la canule 2 puisse y pénétrer. Un contacteur I2 incorporé dans le bloc assure, dès que la canule est po- sée dans le support, la mise en route du cycle de rinçage et aseptie de la canule, comme on le décrira plus en détail ci-dessous. Deux pe- tits orifices 18 débouchent dans le canal central, à la base de la poignée 11, et permettent à l'eau et l'alcool envoyés dans la canule, de s'échapper de celle-ci. Pendant le rinçage et l'aseptie, l'alcool ou l'eau provenant respectivement des branchements 14a, 14b ou 15a, 15b, s'écoule à la fois à l'intérieur et à l'extérieur de la canule et est en contact 4 2475398 avec ses parois internes et externes, ce qui assure une désinfection et un nettoyage complet. Au bas du support, un téton 19 permet le raccor- dement d'un tuyau d'évacuation. Le piston 7 de la seringue est animé par un motoréducteur 4 muni d'un dispositif de freinage par électro-aimant 20 (figure 4) assu- rant son arrêt immédiat lorsque l'alimentation électrique est coupe. Sur l'arbre du motoréducteur, sont montées deux cames CI et C2. La came C1 (figure 2) assure, par l'intermédiaire du contacteur I4, l'a- limentation électrique du moteur, lorsque la commande de démarrage ces- se, ainsi que l'arrêt du moteur à la fin du prélèvement ou de l'injec- tion, c'est à dire du gavage. La deuxième came C2 (figure 2) agit sur un inverseur 13 qui commande l'ouverture ou la fermeture des vannes VI et V2, en fonction de la position du piston 7. Le mouvement de rotation est transformé en mouvement longitu- dinal alternatif par un chariot 5 coulissant sur deux rails 6 cylin- driques,sous l'action d'un excentrique 21, monté sur un- disque 22 entraîné par le motoréducteur. L'excentrique peut coulisser suivant un rayon de son disque support. Ainsi, l'amplitude du mouvement peut être modifiée en fonction de la seringue utilisée ou de la course désirée. On peut donc injecter un volume prédéterminé. L'excentrique est immobilisé sur le disque à l'aide d'une vis à molette 23. Le talon 24 du piston est fixé sur le chariot 5 qui l'entraîne. De plus, la seringue est fixée solidement sur le dispositif par le berceau 25. Les vannes électromagnétiques permettent -de délivrer en temps voulu le liquide désiré. La vanne VI commande l'ouverture ou la ferme- ture du circuit d'aspiration dans le sens de la flèche F3, du liquide de gavage. La vanne V2 commande l'injection de la solution de gavage, selon la direction de la flèche F4, dans la canule. Les vannes V3 et V'3 commandent l'injection de l'eau de rinçage dans le canal du support de canule et dans la canule. De même, les vannes V4 et V'4 commandent l'injection d'alcool dans le canal du support de canule et dans la canule. Le programmateur 8 commande les différentes étapes de rinçage, d'aseptie de la canule ainsi que le remplissage de la seringue (figures 2 et 3). Il est constitué d'un ensemble de cames agissant chacune sur un contacteur. Les cames C', et C'2 assurent l'alimentation électrique du programmateur. La came C'3 commande les vannes V3 et V'3 donc le rinçage à l'eau. La came C'4 commande les vannes V4 et V'4, donc l'aseptie à l'alcool. La came C'5 commande le démarrage du motoréduc- teur 4, donc le remplissage de la seringie. Le fonctionnement du dispositif selon l'invention est le sui- vant. Lorsque la canule 2 est en place dans l'estomac de l'animal, l'action du pied sur le contacteur double I! commande le gavage. Le motoréducteur 4 se met en route et repousse le piston 7 dans le corps de la seringue. Lorsque l'action du pied sur le contacteur Il cesse, le motoréducteur 4 continue de tourner, le courant passant grâce au con- tacteur 14 actionné par la came C1. La vanne V2 étant ouverte, et les vannes V1, V3 et V4 étant fermées, le contenu de la seringue s'écoule dans le sens de la flèche F4 (figure 1), puis par la canule et va dans l'estomac..Lorsque le piston arrive en fin de course, le gavage est terminé. La came CI et le contacteur 14 coupent l'alimentation électri- que du motoréducteur 4. La came C2 et l'inverseur 13 commandent la fermeture de la vanne V2 et l'ouverture de la vanne VI. L'action du pied sur le contacteur double Il assure également l'avance d'un pas du programmateur 8. L'ensemble contact-came C'2 se ferme. Le programmateur cesse d'avancer quand l'ensemble contact-came C'l s'ouvre, Lorsque le gavage est terminé, la canule 2 est retirée de l'es- tomac de l'animal et mise en place dans le support 3. Le contacteur 12 se ferme alors. Le programmateur 8 se met en route et commande succes- sivement et dans l'ordre les opérations suivantes: L'ensemble contact- came C'l se ferme et est prêt à alimenter le programmateur lors du ga- vage suivant. L'ensemble contact-came C'3 se ferme puis s'ouvre ce qui conmmande l'ouverture des vannes V3 et V'3. L'intérieur et l'extérieur de la canule sont rincés à l'eau. L'ensemble contact-came C'4 se ferme puis s'ouvre, ce qui commande l'ouverture des vannes V4 et V'4. L'in- térieur et l'extérieur de la canule sont rincés à l'alcool et sont aseptisés. L'ensemble contact-came C'3 se ferme et s'ouvre, ce qui com- mande l'ouverture des vannes V3 et V'3. L'intérieur et l'extérieur de la canule 2 sont rincés à l'eau. Puis, pendant un bref instant, l'en- semble contact-came C'5 est fermé, ce qui commande le démarrage du mo- toréducteur 4. Enfin, l'ensemble contact-came C'2 est ouvert, le pro- grammateur 8 n'est plus alimenté et s'arrête. Apres son démarrage, le motoréducteur 4 continue à tourner car il est alimenté par l'ensemble came Cl-contacteur 14. Le piston 7 se retire du corps de la seringue. Celle-ci se remplit de solution de ga- vage qui eircule dans le sens de la flèche F3 (figure 1). Lorsque le 6 2475398 piston arrive en bout de course, l'ensemble inverseur I3-gàme C2 comman- de la fermeture de la vanne VI et l'ouverture de la vanne V2. Le pis- ton 7 est à nouveau repoussé dans le corps de la seringue 1. La solu- tion de gavage est chassée dans la canule o elle remplace l'eau du rinçage précédent. Lorsque le piston 7 a parcouru une partie de course suffisante pour purger le tuyau 9 et la canule 2, l'ensemble contact- came CI s'ouvre et le motoréducteur 4 s'arrête. Le dispositif est pr&t pour le gavage suivant. Par conséquent, les opérations successives sont les suivantes la canule est mise en place dans l'estomac de l'animal et la solution de gavage est chassée de la seringue, puis la canule est posée dans le support. L'intérieur et l'extérieur de la canule sont rincés une pre- mière fois, puis aseptisés à l'alcool et enfin rincés une deuxième fois. La seringue se remplit alors de la solution de gavage et celle- ci est chassée dans la canule o elle remplace l'eau de rincage. De préférence, le cycle de rinçage dure 15 secondes. La com- mande d'avance du programmateur dure 1 seconde, le premier rinçage à l'eau dure 3 secondes, l'aseptie à l'alcool dure 5 secondes, le deuxième rinçage à l'eau dure 5 secondes et le démarrage de l'aspira- tion de la solution de gavage dure 1 seconde.-Pour obtenir ces laps de temps, la vitesse de rotation-des cames est de 4 tours/minute. Bien que la description se réfère essentiellement au cas d'application pratique de gavage d'animaux, le procédé et le dispositif selon l'invention sont susceptibles de nombreuses autres applications, notamment dans le cas de toutes injections de fluide dans une matière avec étape d'aseptisation. 7 2 2475398 RE VEND I C A T I 0 N S 1. Procédé automatisé d'injection de fluide avec aseptisation du moyen d'injection, caractérisé en ce qu'on utilise et aseptise le même moyen pour effectuer plusieurs injections, les étapes de prélève- ment, d'injection et d'aseptie étant automatisees. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on aseptise le moyen d'injection avant l'étape de prélèvement et avant l'injection. 3. Procédë selon la revendication I ou 2, caractérisé en ce qu'on met en contact les parois internes et les parois externes du moyen d'injection avec un produit desinfectant. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce qu'on injecte oralement ou parentéralement le fluide dans un organisme vivant. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications I à 4, caractérisé en ce qu'on rince le moyen d'injection avant et après l'aseptisation. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications I à 5, caractérisé en ce qu'on prélève un volume prédéterminé de fluide. 7. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications I à 6, caractérisé en ce qu'il comporte: un moyen pour prélever un fluide, un moyen pour injecter ledit fluide, un moyen pour aseptiser le moyen d'injection, un support recevant le moyen d'injection pendant l'aseptie et éventuellement le rinçage de ce dernier, des moyens de commande du prélèvement et de l'injection et des moyens de commande de l'aseptie et du rinçage éventuel du moyen d'injection. 8. Dispositif de mise en oeuvre du procéde selon l'une quel- conque des revendications I à 6 et destiné au gavage d'animaux, ca- ractérisé en ce qu'il comporte: une seringue à piston pour prélever le volume délivré à chaque gavage, une canule destinée à pénétrer dans l'estomac d'un animal, un support recevant la canule pendant l'aseptie et le rinçage de celle-ci, un motoréducteur actionnant le piston de la seringue, un programmateur commandant les différentes étapes d'aseptie, de rinçage de la canule et commandant le motoréducteur.