Brevet FR2582221A1 — publié le 19861128

DISPOSITIF IMPLANTABLE D'INJECTION CHRONIQUE D'UNE SUBSTANCE, NOTAMrMEN.T THERAPEUTIQUE L'invention concerne un dispositif des'tiné à être totalement implanté dans une zone sous-cutanée accessible du corps d'un patient en vue de constituer un site d'injection chronique d'une substance liquide (essentiellement thérapeutique). La technique récente d'implantation de sites d'injection consiste à disposer, au cours. d'une intervention sous anesthésie locale, une chambre d'injection sous le tissu sous-cutané de façon que celle-ci soit accessible à travers la peau; cette chambre est reliée à un cathéter qui délivre la substance directement dans la région du corps concernée. Ces sites d'injection peuvent demeurer dans le corps du patient pendant des durées prolongées et permettent de supprimer des injections répétées intraveineuses, intra-artérielles, intra- rachidiennes, intra-ventriculaires cérébrales ou intra- péritonéales et de les remplacer par de simples injections sous-cutanées. Un premier type de dispositif actuellement sur le marché vise à injecter, par unité, une dose de substance thérapeutique (désignée ci-après par "embole"). Ces dispositifs comprennent un disque rigide notamment en acier inoxydable qui est surmonté par une membrane élastique en silicone formant un dôme déformable; la chambre d'injection est constituée par le volume intérieur de ce dôme et est reliée à un cathéter. Lors de l'implantation, le dôme est orienté vers la ligne cutanée pour être accessible, d'une part, au moyen d'une aiguille d'injection, d'autre part, manuellement à travers la peau. Après implantation, la mise en oeuvre de ce type de dispositifs consiste à traverser la membrane au moyen d'une aiguille montée sur une seringue afin de déverser la substance thérapeutique à l'intérieur du dôme déformable formant la chambre (le disque métallique qui obture celle-ci servant de butée à l'extrémité de l'aiguille), puis, après retrait de l'aiguille, à presser manuellement le dôme élastique à travers la peau afin d'expulser la dose de substance vers le cathéter. Toutefois, ce type de dispositifs présente plusieurs défauts. En premier lieu, ils permettent seulement d'assurer des injections d'emboles par unité et ne sont pas appropriés pour effectuer des perfusions de longue durée. En effet, le dôme élastique du dispositif est inapte à assurer un maintien stable d'une aiguille de perfusion. En outre, ces dispositifs ont une durée de vie relativement courte et, au terme de quelques centaines d'injection, leur dôme élastique est le siège de micro- infiltrations: le dispositif doit alors être changé, ce qui oblige à une nouvelle intervention chirurgicale. Au surplus, et c'est là un défaut majeur de ce type de dispositifs, on a pu constater que l'embole contenue dans la chambre d'injection formée par le dôme déformable n'est jamais totalement refoulé dans le cathéter lorsque l'opérateur exerce une pression manuelle sur le dôme, et ce, quelles que soient les précautions prises; la petite quantité variable de substance qui reste dans le dôme après pression rend imprécise la dose réellement injectée, ce qui peut être très préjudiciable dans certains traitements, en particulier lors de l'administration de principes actifs tels que opioldes, neuro-médiateurs, antimitotiques qui nécessitent une prescription précise. Un autre type de dispositif existant vise à permettre l'exécution de perfusion, mais ne possède pas de membranes actionnables manuellement pour l'injection d'emboles. Ces dispositifs sont constitués par une chambre cylindrique en acier inoxydable qui est fermée d'un côté par un fond en acier inoxydable et, de l'autre, par un septum permettant le passage étanche de l'aiguille de perfusion. Le défaut essentiel de ces dispositifs est que leur usage est limité à des perfusions, ces dispositifs ne permettant pas de distribuer, par unité, des emboles correspondant à une quantité précise prédéterminée de substance thérapeutique; or un tel besoin se fait ressentir dans de très nombreux traitements thérapeutiques (chimiothérapies au long cours, traitements de la douleur par injections de morphine épidurale ou intrathécale,...). De plus, la configuration de ces dispositifs oblige à une ponction perpendiculaire qui conduit à des difficultés pratiques pour maintenir l'aiguille en place pendant la perfusion et pour la relier au système d'alimentation externe. Par ailleurs, un autre défaut de ces dispositifs provient de leur coût relativement élevé et de leur encombrement nettement plus important que les dispositifs à dôme souple (notamment dans le sens de la hauteur), qui rend leur implantation moins facile et forme sous la peau une surépaisseur pouvant entraîner une gêne pour le patient. in La présente invention se propose de fournir un dispositif perfectionné qui puisse être utilisé de façon universelle aussi bien pour pratiquer des injections d'emboles que pour effectuer des perfusions prolongées. - Un autre objectif essentiel de l'invention est de fournir un dispositif apte à distribuer, lors d'une injection, une dose précise prédéterminée de la substance thérapeutique. Un autre objectif de l'invention est de fournir un dispositif de durée de vie très accrue par rapport aux dispositifs à dôme élastique. Un autre objectif est de fournir un dispositif peu onéreux et de faible volume, propre à être très facilement implanté en zone sous-cutanée. Un autre objectif est de fournir un dispositif ne conduisant à aucun risque de perturbations ou d'artefacts lors d'explorations réalisées par des techniques d'imagerie moderne (tomodensitométrie, résonnance magnétique...). A cet effet, le dispositif visé par l'invention, destiné à constituer un site d'injection chronique d'une substance liquide soit sous forme d'emboles dosés soit sous forme de perfusion, est du type comprenant: - une chambre d'injection apte à faire office de réservoir de substance liquide, - une membrane élastique adaptée pour permettre, d'une part, un remplissage de la chambre à travers ladite membrane, d'autre part, un refoulement de la substance liquide par pression sur la membrane, - et un cathéter relié à la chambre d'injection. Selon la présente invention, ce dispositif se caractérise en ce que: la chambre d'injection est délimitée par un corps rigide monobloc, creusé dans son épaisseur d'une dépression de forme concave arrondie, ladite dépression s'ouvre sur une face du corps, dite face active, et présente une profondeur faible par rapport aux dimensions de sa section d'ouverture sur la face active, la section de ladite dépression par des plans de coupe parallèles à la face active présente une surface décroissante au fur et à mesure que ces plans de coupe se rapprochent du fond de la dépression, 15. le corps est percé d'un canal débouchant au fond de la dépression dans la partie la plus profonde de celle-ci, l'extrémité du cathéter étant fixé de façon étanche dans ledit canal, - le corps est pourvu autour de la dépression d'une bordure périphérique sur laquelle est fixé de façon étanche le pourtour de la membrane élastique, ladite membrane élastique est sensiblement plane, à l'état de repos. La dépression sus-évoquée qui définit la capacité de la chambre d'injection possède de préférence pour le modèle de base le plus courant, un volume compris entre 1,3 et 1,7 cm3, de façon que la capacité de la chambre corresponde, lorsque la membrane est au repos, à une dose unitaire de substance thérapeutique (dont la quantité est généralement comprise dans cette plage de valeurs). Les caractéristiques de forme de cette dépression, dont un exemple sera illustré en détail plus loin, sont de préférence définies de sorte qu'elle corresponde à l'empreinte d'un index, de façon que la membrane vienne naturellement épouser le fond de la dépression lorsqu'elle est repoussée par l'index de l'opérateur. Le corps du dispositif peut être moulé d'un seul tenant en matière synthétique rigide biocompatible, notamment polycarbonate ou silicone renforcé. Ce corps remplit essentiellement trois fonctions: À en premier lieu, il définit une forme de chambre d'injection permettant un refoulement complet de la substance qu'elle contient, grâce à la faculté d'appliquer, par pression, la membrane contre la totalité de la surface de la dépression dudit corps, À de plus, il sert de soutien, par sa bordure périphérique, au pourtour de la membrane plane, lequel est fixé notamment par collage sur cette bordure, lÀ. enfin, il sert de butée à l'extrémité de l'aiguille d'injection ou de perfusion lors du remplissage de la chambre d'injection. La membrane élastique est découpée à la forme de la bordure périphérique du corps dans une matière synthétique élastique biocompatible du type auto-étanche ("Self-Sealina"), notamment silicone. La forme plane de cette membrane améliore l'étanchéité de celle-ci après un grand nombre d'injections comme cela sera expliqué plus loin. De plus, cette forme plane combinée à la disposition de la membrane sur le corps et à la forme de la dépression de ce dernier conduit: à une aptitude de la membrane à se déformer naturellement pour épouser le fond de la dépression du corps sous l'action d'une pression manuelle, 25. à une amélioration de la stabilité d'une aiguille de perfusion, permettant de pratiquer sans risque ce type d'injection. Le dispositif de l'invention combine ainsi les qualités suivantes: utilisation universelle aussi bien pour des injections d'emboles que pour des perfusions, précision de la dose injecté, durée de vie prolongée due à une meilleure étanchéité après de multiples perforations, faible coût en raison de sa simplicité structurelle et de la faculté de mouler le corps, forme peu épaisse du dispositif facilitant son implantation. Selon une autre caractéristique de l'invention, le corps et la membrane élastique sont entièrement recouverts d'un revêtement souple en une matière hiocompatible, en particulier en silicone. Ce revêtement accroit encore l'étanchéité de la membrane après un grand nombre de perforations et améliore la biocompatibilité du dispositif. D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit en référence aux dessins annexes qui en présentent un mode de réalisation préférentiel; sur ces dessins qui font partie intégrante de la description: - la figure 1 est une coupe du dispositif par un plan longitudinal de symétrie AA', - la figure 2 en est une vue de dessus, - les figures 3, 4, 5 et 6 en sont des coupes transversales respectivement par des plans BB', CC', DD' et EE', - les figures 7a, 7b et 7c sont des schémas illustrant la mise en oeuvre du dispositif. Le dispositif représenté à échelle 2 aux figures est destiné à constituer un site d'injection chronique d'une substance dans une -région déterminée du corps d'un patient. Ce dispositif comprend un corps rigide 1 moulé d'un seul tenant, en polycarbonate ou en silicone renforcé de "Dacron" ou polyéthérisulfome; ce corps présente une épaisseur de l'ordre de 10 mm plus faible que ses autres dimensions. En vue de dessus, il possède une forme oblongue rétrécie sur un côté (côté droit à la figure 2): son chant périphérique est arrondi sur tout son pourtour. La face supérieure la du corps, dite face - active, est légèrement inclinée par rapport à la face opposée lb, de sorte que le corps présente une épaisseur décroissante vers le côté rétréci. Sur sa face active la, le corps 1 est creusé d'une dépression 2, de profondeur faible par rapport aux dimensions de sa section d'ouverture sur la face active. Cette dépression possède une profondeur progressivement croissante vers sa portion la plus profonde située du côté rétréci du corps; elle présente une forme correspondant à l'empreinte d'un index: forme oblongue, symétrique par rapport au plan longitudinal AA' et se rétrécissant légèrement du côté rétréci du corps. De plus, comme le montrent les figures, la section de la dépression 2 par des plans de coupe parallèles à la face active possède une surface décroissante au fur et à mesure que ces plans de coupe se rapprochent du fond de la dépression. En l'exemple, la portion centrale du fond de la dépression est de surface conique et se prolonge de chaque côté par des surfaces arrondies jusqu'à la section d'ouverture sur la face active; ce fond est incliné dans le sens longitudinal vers la partie la plus profonde, de façon à former, dans le plan de symétrie AA', un angle i avec la face active la sensiblement compris entre 10 et 15 . Autour de la dépression 2, le corps est pourvu d'une bordure périphérique plane 3 sur laquelle est collé de façon étanche le pourtour d'une membrane élastique en silicone 4 du type auto-étanche qui ferme la dépression; cette membrane peut le cas échéant être du type "Silicone- Plug". Cette membrane 4 est plane au repos et est inclinée comme la face active du corps; elle est découpée pour épouser la forme de la bordure périphérique 3; elle peut se déformer pour venir épouser le fond de la. dépression sur toute sa surface. La dépression 2 présente en l'exemple un volume de l'ordre de 1,3 à 1,7 cm3 (par exemple 1,5 cm3) et délimite ainsi une chambre d'injection dont la capacité maximale est égale à ce volume et peut être réduite jusqu'à une valeur sensiblement nulle par pression sur la membrane 4. En outre, le corps 1 est percé, dans son épaisseur, d'un canal 5 qui s'étend dans le plan de symétrie entre la face active la et la face opposée lb, à peu près parallèlement à cette dernière face lb. D'un côté, ce canal débouche dans la dépression 2 au niveau de la partie la plus profonde de cette dernière, de façon à affleurer le fond de celle-ci; de l'autre cèté, ce canal possède un tronçon de diamètre plus important qui débouche à l'extérieur du corps sur le pourtour de celui-ci. Un filtre antibactérien 6 de type connu en soi (notamment filtre microporeux) est disposé dans le tronçon le plus large du canal 5, en appui contre l'épaulement que définit le changement de diamètre. En outre, l'extrémité d'un cathéter souple 7 est fixée par collage dans ledit canal jusqu'au voisinage du filtre 6 (lequel est situé immédiatement en amont de cette extrémité). A la sortie du corps, ce cathéter 7 débouche selon une direction longitudinale approximativement parallèle au plan de la face lb. Par ailleurs, le corps 1 et la membrane 4 sont entièrement recouverts d'un revêtement souple en silicone 8. Ce revêtement est réalisé après collage de la membrane et du cathéter, par tout procédé connu: projection, trempage, moulage... De part et d'autre de l'extrémité du cathéter 7, le corps et le revêtement sont percés de deux trous de suture tels que 9 qui traversent l'épaisseur du dispositif. Le dispositif décrit est totalement implantable dans une zone sous-cutanée comme l'illustrent les figures 7a, 7b et 7c. Sa forme permet de le glisser facilement entre la ligne cutanée L et les tissus internes musculo- aponévrotiques M dans une poche sous-cutanée pratiquée au cours de l'implantation. Deux sutures S traversant les trous 9 du dispositif immobilisent celui-ci et écartent les risques de torsion du cathéter 7 à sa sortie du corps. La chambre d'injection délimitée par la dépression 2 et la membrane 4 au repos peut être remplie de liquide par injection à travers la peau, la membrane et son revêtement. Cette injection peut être réalisée de façon à disposer une dose de substance égale à la capacité de ladite chambre; il est également possible de piquer de façon stable une aiguille de perfusion afin de réaliser une perfusion prolongée d'un liquide sous une pression appropriée. Il est à noter qu'il est possible de piquer l'aiguille tangentiellement comme schématisé à la figure 7b; cet avantage important dans le cas d'une perfusion ne se retrouve ni dans les dispositifs à dôme (an raison des risques de traversée du dôme de part en part), ni dans les dispositifs à chambre cylindrique (en raison de la forme en hauteur de la chambre). Cet avantage est essentiel dans les perfusions nécessitant un maintien prolongé de l'aiguille de manière stable, tout en laissant le patient libre de ses mouvements: la disposition tangentielle de l'aiguille permet à l'ensemble du système externe S (seringue, pompe...) d'être appliqué au plan cutané et facilement fixé. Le dispositif garde une étanchéité parfaite au terme d'un très grand nombre de perforations (quelques milliers); cette étanchéité est améliorée par rapport au dispositif à dème souple pour deux raisons essentielles. En premier lieu, la matière élastique d'un dôme ayant subi de nombreuses perforations rapprochées a tendance à se déformer dans le sens centrifuge en bordure des trous, ce qui provoque des micro- infiltrations dans les zones o les trous sont très rapprochés; dans le dispositif de l'invention, la membrane 4, plane au repos, n'est pas affectée par ce phénomène; En outre, la double paroi formée par la membrane 4 et par le revêtement souple 8 crée au niveau des perforations des chevauchements de matière qui, à épaisseur totale égale, améliorent considérablement l'étanchéité. Dans le cas de l'injection d'une embole, l'opérateur presse sur la membrane au moyen de son index jusqu'à ressentir le fond rigide du corps, comme l'illustre la figure 7c; la totalité de la dose est alors expulsée dans le cathéter, ce qui permet de pratiquer des injections de grande précision. La simplicité structurelle du dispositif et la faculté de fabriquer le corps 1 par moulage lui confèrent un prix de revient abaissé par rapport aux dispositifs connus. En outre, sa biocompatibilité est excellente en raison de la nature des matériaux utilisés et de la présence du revêtement externe 8 (les fonctions de ce revêtement étant, d'une part, d'améliorer cette biocompatibilité, d'autre part, d'accroître l'étanchéité au terme d'un grand nombre de perforations). Le dispositif ne comporte aucun élément métallique et le patient peut faire l'objet d'explorations par des techniques d'imagerie moderne, sans risque de perturbations ou d'artefacts. REVENDICATIONS 1/ - Dispositif destiné à être implanté dans une zone sous-cutanée accessible en vue de constituer un site d'injection chronique d'une substance liquide, du type comprenant: - une chambre d'injection apte à faire office de réservoir de substance liquide, -une membrane élastique (4) adaptée pour permettre, d'une part, un remplissage de la chambre à travers ladite membrane, d'autre part, un refoulement de la substance liquide par pression sur la membrane, - et un cathéter (7) relié à la chambre d'injection, ledit dispositif étant caractérisé en ce que: la chambre d'injection est délimitée par un corps rigide monobloc (1) creusé dans son épaisseur d'une dépression (2) de forme concave arrondie, ladite dépression (2) s'ouvre sur une face du corps, dite face active (la) et présente une profondeur faible par rapport aux dimensions de sa section d'ouverture sur la face active, la section de ladite dépression (2) par des plans de coupe parallèles à la face active (la) présente une surface décroissante au fur et à mesure que ces plans de coupe se rapprochent du fond de la dépression, le corps (1) est percé d'un canal (5) débouchant au fond de la dépression (2) dans la partie la plus profonde de celle-ci, l'extrémité du cathéter (7) étant fixée de façon étanche dans ledit canal, le corps (1) est pourvu autour de la dépression (2) d'une bordure périphérique (3) sur laquelle est fixé de façon étanche le pourtour de la membrane élastique (4), 35. ladite membrane élastique (4) est sensiblement plane à l'état de repos. 2/ - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la dépression (2) du corps présente une forme correspondant à l'empreinte d'un index. 3/ - Dispositif selon l'une des il revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le corps (1) et la membrane élastique (4) sont entièrement recouverts d'un revêtement souple (8) en une matière biocompatible, en particulier en silicone. 4/ D i sp o sitif selon l'une des revendications 1, 2 ou 3, dans lequel une valve antimicrobienne (6) est disposée dans le canal (5) du corps, immédiatement en amont de l'extrémité du cathéter (7). 5/ - D i sp o sit if s e 1 on1 ' u n edes revendications 1, 2, 3 ou 4, caractérisé en ce que la face active (la) du corps et la membrane (4) portée par celle-ci sont inclinées par rapport à la face opposée (lb) du corps, de sorte que ledit corps présente une épaisseur décroissante en direction du cathéter (7), le canal (5) reliant la chambre et le cathéter étant percé dans l'épaisseur du corps entre les deux faces (la, lb) précitées de sorte que le cathéter sorte du corps selon une direction approximativement parallèle au plan de l'une de ces faces (lb). 6/ - Dispositif selon 1 ' u n edes revendications 1, 2, 3, 4 ou 5, caractérisé en ce que la dépression (2) présente une profondeur progressivement croissante vers sa portion la plus profonde située à proximité du cathéter. 7/ - Dispositif- selon la revendication 6, caractérisé en ce que la dépression (2) possède une forme oblongue symétrique par rapport à un plan longitudinal (AA'), le fond de ladite dépression étant incliné dans le sens longitudinal vers le cathéter (7) de façon à former, dans le plan de symétrie, un angle o( avec la face active (la) sensiblement compris entre 100 et 15 .- 8/ - D i spositif selon l'une des revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6 ou 7, caractérisé en ce que le corps (1) est moulé d'un seul tenant en matière synthétique rigide biocompatible, notamment polycarbonate ou silicone renforcé. 9/ Dispositif selon l'une des revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 ou 8, caractérisé en ce que la membrane (4) est découpée à la forme de la bordure périphérique (3) de la dépression dans une matière synthétique élastique biocompatible du type "auto-étanche", notamment silicone. / - Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la dépression (2) possède un volume compris entre 1,3 et 1,7 cm3 en vue de délimiter avec la membrane au repos une chambre de capacité correspondant à une dose de substance thérapeutique. 11/ - Dispositif selon l'une des revendications précédentes, pourvu de part et d'autre de l'extrémité du cathéter (7), de deux trous de suture (9) traversant son épaisseur. 12/ - Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le corps (1) et sa dépression (2) présentent une forme générale telle que dessinée aux figures 1 à 6.