Brevet FR2577412A1 — publié le 19860822

Dispositif de ponction de moelle La moelle sanguine, ou hématopoiétique, est un or- gane semi-liquide, d'environ 5 litres, et contenue dans les os. La moelle fabrique les globules qui vont ensuite circuler dans le sang, après avoir pénétré dans le "sec- teur circulant", c'est-à-dire le volume disponible dans les artères et les veines. Depuis plusieurs décennies, on pratique des "ponctions de moelle" ou "ponctions médullaires" pour pré- lever un échantillon de moelle hématopoiétique nécessaire à la réalisation des examens biologiques. Ces examens sont notamment demandés par les médecins hématologues pour des anomalies graves des globules du sang, au premier rang desquelles les leucémies, qui sont des maladies médullai- res. Les matériels utilisés sont en général spécifiquement conçus pour ce type de ponctions, essentiellement en rai- son, d'une part, de la nature semi-liquide de l'organe prélevé, la moelle, et, d'autre part, de la nécessité pour atteindre la moelle, de traverser un autre organe dur, l'os. Seule la moelle présente ces deux particularités. Ces matériels comprennent en général des trocarts aptes à traverser l'os du sternum, d'o le nom, également très fréquent de ponction sternale. En France, on choisit en règle un- trocart de Mallarmé, enfoncé manuellement à travers l'os. Ce trocart est de diamètre variable, de 8 à centièmes de millimètre de diamètre intérieur, et de longueur suffisants pour traverser l'épaisseur (de l'ordre du centimètre) d'os dur - ou "compact" - qui entoure la moelle. On dit que l'on traverse la corticale pour attein- dre la médullaire. L'extrémité biseautée du trocart une fois en place dans l'espace médullaire, il faut exercer une légère dépression, à l'aide d'une seringue pour as- pirer de 0,5 à 2 ml de moelle; en effet elle est assez visqueuse, et l'espace médullaire est cloisonné en mul- tiples logettes par de l'os, peu résistant, dit lamel- laire. La moelle est recueillie dans la seringue, sur anticoagulant pour éviter la formation d'un caillot. On retire ensuite l'ensemble seringuetrocart. Le trocart seul sera nettoyé, stérilisé, réutilisé. La seringue sert à déposer une goutte de moelle sur une lame. Cette goutte est étalée, séchée, puis envoyée au laboratoire qui va la colorer, puis l'examiner au microscope. Il résulte de ce qui précède que ces prélèvements de moelle constituent un acte traumatisant pour le pa- tient. A cet inconvénient majeur, inévitable jusqu'à ce jour, s'ajoute le caractère souvent difficilement repro- ductible des prélèvements. L'invention a pour but de remédier au moins en partie à ces difficultés, notamment de fournir des maté- riels de prélèvement de moelle qui soient rendus à la fois moins traumatisants pour les malades, plus fiêbles pour les médecins ou manipulateurs, et qui de surcroît soient d'un coût à ce point réduit qu'ils soient "jetables", de sorte que soient éliminés tous les problèmes de stérili- sations qui doivent être répétées à ce jour entre chacune des utilisations successives de ces matériels. Le dispositif selon l'invention comprend une ai- guille de prélèvement traversant un piston et solidarisée avec celui-ci, ce piston étant susceptible de se déplacer à l'intérieur d'un corps de piston ou tube entre une première position et une seconde position, caractérisé - en ce que le piston est maintenu dans sa première posi- tion contre l'action de moyens exerçant sur lui une force tendant à l'entrainer vers la seconde position, par des moyens de retenue susceptibles d'être commandés de l'ex- térieur pour libérer le mouvement dudit piston sous l'ac- tion des premiers moyens susmentionnés, - en ce que dans ladite première position l'aiguille est entièrement escamotée à l'intérieur de la partie anté- rieure dudit corps de piston, et en ce que la course du piston est telle que, lorsque la partie antérieure du dispositif est placée et maintenue par le manipulateur, directement ou par le truchement d'un système externe de support co-agissant avec ce dispositif contre le corps du malade ou à une distance déterminée du corps du malade, au niveau de l'os qui doit être traversé par l'aiguille, l'extrémité de l'aiguille soit apte à sortir du corps de piston au niveau de son extrémité antérieure, notamment à travers un opercule ou analogue, à traverser l'épaisseur de l'os et à atteindre la région de la moelle o devra s'effectuer le prélèvement, lorsque le piston aura été soustrait à l'action desdits moyens de retenue par l'intermédiaire desdits moyens commandés de l'extérieur et - en ce que la partie postérieure du corps de piston, de l'autre côté du piston, définit une chambre fermée pour la réception de la moelle prélevée et aspirée dans cette chambre, sous l'effet de la dépression qui est alors formée consécutivement au déplacement du piston de sa première position vers sa deuxième position. Il va sans dire que les moyens qui tendent à en- traîner le piston vers ladite seconde position doivent effectivement exercer une force suffisante à assurer le transpercement du sternum ou d'un autre os donnant accès à la moelle et l'accès de l'aiguille dans l'espace médullaire. Ces moyens sont de préférence du type élastique. Avantageusement ils sont constitués par un res- sort travaillant en traction. Dans un mode de réalisation préféré du dispo- sitif selon l'invention, celui-ci comporte encore un ou plusieurs compartiments distincts de la chambre de récep- tion, néanmoins susceptibles d'être mis en communication avec celle-ci. Ce ou ces compartiments peuvent contenir des réactifs divers, liquides ou solides, par exemple des milieux de conservation. Dans une forme préférée du dispo- sitif selon l'invention, la séparation entre la chambre de réception et un tel compartiment est réalisée par l'inter- médiaire d'un mince disque ou pellicule, par exemple en aluminium ou matière plastique, fracturable sous l'effet de la dépression consécutive au déplacement du piston de la première à la seconde position. Ce compartiment dis- tinct contient par exemple des réactifs qui peuvent ainsi être immédiatement mélangés avec la quantité de moelle qui reflue dans la chambre susdite. Les moyens élastiques tendant à entraîner le pis- ton de la première vers la seconde position sont avanta- geusement constitués par un ressort travaillant en trac- tion. Les moyens susceptibles d'être commandés de l'exté- rieur pour libérer le mouvement dudit piston- sous l'action dudit ressort sont par exemple constitués par des doigts ou ergots contre lesquels bute le piston, ces doigts ou ergots étant escamotables à l'intérieur de l'épaisseur des parois du corps de piston ou contre celles-ci, sous l'ef- fet de la commande extérieure. Celle-ci peut être consti- tuée de toute façon appropriée, par exemple par un dispo- sitif d'armement mécanique extérieur, par exemple un sys- tème de déclenchement-enclenchement, associé ou suscepti- ble d'être associé avec le corps de piston. Ce système de déclenchement est par exemple monté dans un système pourvu d'un logement le rendant apte à recevoir l'ensemble du corps de piston. Ce système externe comporte avantageuse- ment, en sus de ce logement, une poignée convenablement placée, vis-à-vis du dispositif selon l'invention, de façon à permettre l'application de sa partie antérieure ou de rebords antérieurs correspondants dudit système, contre la région appropriée du corps du malade, de manière à as- surer un contact correct, adhérent à la peau, et enfin une gâchette de déclenchement, associée auxdits ergots escamo- tables par l'intermédiaire d'organes cinématiques'appro- priés. Cette poignée ergonomique doit faciliter une bonne prise, libérer un doigt pour le déclenchement, et assurer l'amortissement mécanique, avec la main, du choc en retour du piston. Avantageusement le dispositif selon l'invention forme une "cartouche" logeable dans le susdit système de support, ce système de support étant en outre pourvu de moyens permettant la mise en liaison mécanique ou autre entre les susdits moyens de retenue et l'organe de com- mande, par exemple la gàchette susdite. Les dispositifs de l'invention permettent la mé- canisation et/ou l'automation du recueil de moelle dans l'espace médullaire. La constance chez tous les individus de la profondeur d'os à traverser pour atteindre la moelle permet l'obtention ou le recueil d'échantillons de volumes également constants et susceptibles d'être considérés comme représentatifs de la moelle hématopoiétique, dès lors que les caractéristiques dimensionnelles et de force des moyens élastiques ou autres mis en oeuvre sont égale- ment constants d'une cartouche à l'autre. On obtient ainsi des dispositifs permettant de réduire à un minimum le caractère traumatisant pour le malade de l'acte médical que requiert le prélèvement de moelle. Le dispositif selon l'invention satisfait à deux des buts que s'assignait l'invention, en particulier rendre plus rapide la ponction sternale dans ces deux composantes (traversée de l'os et aspiration de la moelle) et améliorer les conditions de l'acte pour le praticien lui-même et le caractère reproductible du prélèvement, le contact avec le patient étant médiatisé par l'intermédiai- re de l'extrémité du dispositif selon l'invention (ou par les parties de l'organe associées avec ce dispositif et comportant les moyens de commande) appliquée contre le sternum du patient. L'acte commandé par le praticien est alors essentiellement limité au déclenchement du mouvement du piston et de l'aiguille de prélèvement qui lui est associée. Enfin la mécanisation possible de l'acte permet la réalisation de prélèvements de qualités reproductibles. Un avantage supplémentaire du dispositif selon l'invention réside dans son faible coût. En effet, les éléments essentiels de ce dispositif, que constituent l'aiguille de prélèvement, le piston qui lui est associé et le corps de piston, peuvent être réalisés dans des ma- tériaux bon marché. Dans sa forme la plus avantageuse, les dispositifs selon l'invention sont constitués de cartou- ches destinées à ne servir qu'une seule fois. En d'autres termes, elles peuvent être du type "jetable" après usage. Le corps du dispositif, y inclus la susdite chambre, peut également être utilisé comme moyen de préservation pendant le temps nécessaire au transport de l'échantillon vers le laboratoire. Avantageusement, le corps est réalisé en deux parties séparables l'une de l'autre, par exemple par vissage mutuel, avec pour con- séquence la possibilité d'accéder au contenu de la chambre au moment de la réalisation des analyses. Des caractéristiques supplémentaires de l'inven- tion apparaîtront encore au cours de la description qui suit de modes de réalisation préférés du dispositif selon l'invention, à l'aide du dessin dans lequel: - la fig. 1 est une section à travers une réalisation du dispositif selon l'invention, du type cartouche, dans la- quelle le piston est maintenu dans sa "première position", - la fig. 2 représente une cartouche du même type associé avec un organe support ou récepteur de la cartouche, cet organe support étant pourvu de moyens permettant la com- mande du déclenchement du mouvement du piston, celui-ci étant néanmoins encore représenté dans sa "première posi- tion", - la fig. 3 est le schéma du même système, après déclen- chement du mouvement du piston, celui-ci se trouvant alors dans sa "seconde position". La fig. 1 montre les éléments essentiels du dispo- sitif de prélèvement selon l'invention. Il comporte un piston 2 susceptible de se déplacer à l'intérieur d'un corps 4, généralement tubulaire, entre les susdites pre- mière et seconde positions, respectivement déterminées par des doigts ou ergots internes 6 et par une butée 8. Le piston est maintenu dans sa première position par l'inter- médiaire desdits doigts et butées, lesquels dans la fig. 1 sont représentés comme projetés vers l'intérieur à partir des parois internes du corps. L'aiguille 10, y compris sa pointe convenablement biseautée, est alors en position de repos, à l'intérieur du corps. Par escamotage de ces doigts ou ergots à l'inté- rieur de la paroi du corps (ou par rétraction de ces doigts vers la surface intérieure de ce corps), le piston et l'aiguille creuse 10 qui lui est associée sont entrai- nés vers la seconde position par l'intermédiaire d'un ressort 12 travaillant en traction, le mouvement du piston vers sa seconde position étant interrompu lorsqu'il vient s'appliquer sur les susdites butées 8. De préférence, un orifice latéral 13 dans le corps du piston, en aval de la "deuxième position" du piston dans le sens de son déplace- ment permet l'échappement de l'air qui, autrement, s'oppo- serait partiellement à la force de lancement du piston. La course du piston est calculée pour que l'ai- guille qui l'accompagne dans son mouvement soit apte à traverser le fond correspondant du corps du piston (ini- tialement fermé par un opercule 14 que traverse l'ai- guille), à traverser l'os et à venir se loger dans la région de la moelle o doit s'effectuer le prélèvement, lorsque ledit dispositif aura été maintenu appliqué contre le sternum du patient et maintenu dans cette position pen- dant que s'effectue le déplacement du piston et de l'ai- guille sous l'effet du ressort de traction 12. Il va de soi que la force de ce ressort doit être calculée, pour que l'aiguille soit effectivement rendue apte à traverser l'os du sternum. Comme également visible sur la fig. 1, le piston est avantageusement creux et celui-ci définit dans la partie opposée du corps une chambre 14 pour la réception de la moelle prélevée et aspirée dans cette chambre, sous l'effet de la dépression formée dans celle-ci, suite au déplacement du piston de sa première position vers sa deuxième position. La fig. 1 fait -également apparaître l'existence d'un compartiment distinct 18, susceptible d"ètre mis en communication avec la chambre 16. Dans le mode de réalisa- tion représenté, la chambre 16 et le compartiment 18 sont séparés par une pellicule 20 fracturable, notamment sous l'effet de la dépression produite quand le piston est en- trainé de la première à la seconde position sous ' action du ressort 12. On conçoit que le dispositif de la -fig.- 1, qui se présente sous forme d'une cartouche, puisse être intégré dans un système de support schématisé dans les fig. 2 et 3 et comportant, notamment, des éléments de cloisons 21 dé- finissant un logement pour la cartouche et des organes de commande susceptibles d'être mis en communication avec les doigts ou organes bloquant le piston dans sa première po- sition, et des organes de supports appartenant à la poi- gnée ergonomique (non représentée à l'exception des par- 2n ties schématisées. en 23). Cette mise en place comprendra notamment la mise en communication entre des organes de commande schématisés en 22 avec les ergots ou doigts 6 comme schématiquement représentés en 24. On remarquera d'ailleurs à cet effet, qu'avant cette mise en communi- cation, les ergots ou doigts 6 des cartouches pouvaient par exemple être maintenus en place par l'intermédiaire d'une rondelle 26 de matière élastiques notamment en caoutchouc, ou tout autre moyen analogue, cette rondelle étant enlevée ou éjectée à l'occasion de l'introduction desdites cartouches dans le logement du dispositif support. La commande de 1 effacement vers!'intérieur des doigts ou ergots 6 est, par exemple, commande par l'in- termédiaire d'un mécanisme d'armement à gAchette 28, ac- tionnable par exemple dans la direction indiquée par li flèche 38. La fig. 3 fait apparaître les conditions dans lesquelles le mécanisme d'armement a été relâché par armement de la gâchette 28. L'effacement des ergots a eu pour conséquence le mouvement rapide du piston et de l'ai- guille solidarisée avec lui vers la susdite seconde posi- tion. Il est naturellement clair que, dans la construction envisagée, la longueur du piston est telle que la lon- gueur de la partie de l'aiguille faisant saillie vis-à-vis de la surface 32 d'application de l'ensemble du système sur le sternum du patient corresponde à la distance de pénétration nécessaire de l'aiguille pour que son extrémité se trouve en définitive logée au milieu de la moelle à prélever. La fig. 3 représente également la pellicule de sé- paration 20, qui antérieurement séparait la chambre 16 et le compartiment 18, dans un état de fracturation. consé- quence de la dépression qui a accompagné le mouvement bru- tal du piston de sa première position à sa seconde posi- tion, sous l'action du ressort 10. On conçoit bien que le dispositif selon l'invention permet en quelque sorte la réalisation d'un mélange n situ de la moelle aspirée dans la chambre 16 avec un liquide initialement présent dans le compartiment 18. il va naturellement de soi que tout autre mode d'utilisation du dispositif peut être envisagé, im- pliquant par exemple le mélange de la moelle séparée avec des produits secs déposés sur la membrane 20 ou même (en l'absence éventuelle de membrane) sur les parois ou le fond de la chambre à l'opposé de l'extrémité au travers de laquelle l'aiguille est appelée à être projetée vers l'extérieur. Il va de soi que plus généralement la longueur de l'aiguille, le volume du corps du piston, les volumes in- térieurs des chambres sont calculés de façon à permettre le prélèvement de la quantité de moelle désirée. Par exemple des dimensions adéquates des parties essentielles du dispositif ou de la cartouche sont les suivantes: - course du piston: longueur en saillie nécessaire à l'enfoncement de l'aiguille dans le sternum sur une longueur............. 15 m - section interne de la cartouche lvaleurs usuelles)........................--. _ 2 à 4 cm - diamètre interne de l'aiguille creuse Iva- leurs usuelles).-............................-.i 0,30, m Il va de soi que tout autre système de comande que celui qui a été décrit peut être utilise_ Le système i ergots peut être remplacé par un dispositif de commande électromécanique ou électromagnétique. L"nergie.néces- saire au déplacement du piston de sa première à s -seconde position peut être fournie par d'autres moyens. par exemple des moyens pneumatiques. ou par le maintien d"une pression d'air à l'intérieur de 1lespace destiné é-tre parcouru par le piston contre les moyens exerçnt une force en sens oppose, le déclenchement du mécanisme mettant en jeu une mise a l'air de cet espace.. etc-_ Le dispositif de support peut être réa-lisàde fa- çon quelconque. Avantageusement. il comprend une poagn' e (non représentée) ergonomique. permettant une 'hnne prise de l'appareillage. l'application efficace de la zone d'extrémité 32 sur le sternum du malade. , l"aUnrtissmet mécanique avec la main du choc en retour du piston. Lors- que celui-ci se meut rapidement de la première a la se- conde position dès lors que les doigts on ergots avaient été libérés sous l'effet de la commande par 1'i2ntemmé- diaire de la gâchette. Ce système est alors prit a fonctionner.. Après déclenchement. le piston parcourt un trajet suffisant pour que l'aiguille perce l'opercule 14,. tra- verse un centimètre d'os compact chez l"adulte et sem e- trouve à environ 0,.5 cm de profondeur dans la moelLe. La dépression créée par le mouvement du piston produit le reflux à travers l'aiguille de 0,5 a 1 cm3 de moE-)e et entraîne le décollement ou la fracture de la meMirbno ou du disque métallique 20. Les applications dm ce système sont multiplos. -Par exemple on réalise ainsi le mélangie db la moelle refoulée dans la chambre 916 avec un milou liquidien de culture, éventuellement hépariné ou anticoagulé et, par exemple encore, avec un anticorps détcrminà initialement retenu sur la membrane, cet anticorps psant alors en solution dans le milieu. L'anticorps est par exemple destiné à la détection d'antigènes pmembrnaires particuliers ou de cel- lules étrangères à la moel.le. L'échantillon peut Ètre agité pour obtenir une bonne homogénisa-Q.Lon avant d'-tre envoyé --u laboratoire, la conservation pouvant être, en milieu de culture, de quelques heures à la temperature ordinaireo Ceci assure la conservation des antigènes de embranes nécessaires à la détection des cellules étramngres à la moe!se, ou à l'étu- de de populations de cel!ules souches ou di.?%reni&es. A titre d'autres usages indiqués à titre ó'exeeMples, et num- quels le dispesitif selon S'invention peut donner lieu, on mentionnera: le transport direct ou. di-féré au laboratoire d'un échantillon prélevé avec un simple recueil sur anticoaeu- lant, - la conservation de la moelle prélevée dans un milieu adéquat, - le traitement à l'intérieur meme de l'appareil du conte- nu prélevé, puis la réinjection du total (cas dans lequel 3i le système pourra être modifié pour autoriser une commande du retour du piston à partir de sa "deuxième position" vers sa "premiere position"), - le marquage de certaines catégories de cellules médul- laires par un moyen quelconque, enzymatique, immunologi- que, radioactif ou autre, - la recherche de cellules anormales ou étrangères à la moelle, - le transfert à un appareil de mesure comme un cytomètre en flux liquide, ou à une centrifugeuse, ou à un système de tri, voire de fixation et d'incorporation à l'intérieur de l'appareil. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à' ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés; elle en embrasse au contraire toutes les variantes. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de ponction de moelle comprenant une aiguille de prélèvement (10) traversant un piston (2) et solidarisée avec celui-ci, ce piston étant susceptible de se déplacer à l'intérieur d'un corps de piston ou tube (4) entre une première position et une seconde position, caractérisé - en ce que le piston (2) est maintenu dans sa première position contre l'action de moyens (12) exerçant sur lui une force tendant à l'entraîner vers la seconde position, par des moyens de retenue (6) susceptibles d'être comman- dés de l'extérieur pour libérer le mouvement dudit piston sous l'action des premiers moyens susmentionnés, - en ce que dans ladite première position l'aiguille (10) est entièrement escamotée à l'intérieur de la partie anté- rieure dudit corps de piston (4), et en ce que la course du piston est telle que, lorsque la partie antérieure du dispositif est placée et maintenue par le manipulateur, directement ou par le truchement d'un système externe de support co-agissant avec ce dispositif contre le corps du malade ou à une distance déterminée du corps du malade, au niveau de l'os qui doit être traversé par l'aiguille, l'extrémité de l'aiguille soit apte à sortir du corps de piston au niveau de son extrémité antérieure (32), notam- ment à travers un opercule (4) ou analogue, à traverser l'épaisseur de l'os et à atteindre la région de la moelle o devra s'effectuer le prélèvement, lorsque le piston aura été soustrait à l'action desdits moyens de retenue (6) par l'intermédiaire des moyens (22, 28) commandés de l'extérieur et - en ce que la partie postérieure du corps de piston, de l'autre côté du piston, définit une chambre fermée (16) pour la réception de la moelle prélevée et aspirée dans cette chambre, sous l'effet de la dépression qui est alors formée consécutivement au déplacement du piston de sa première position vers sa deuxième position. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caracté- risé en ce que les moyens (12) exerçant sur le piston (2) une force tendant à l'entraîner vers la susdite seconde position, sont du type élastique. 3 - Dispositif selon la revendication 2 caracté- risé en ce que les susdits moyens sont constitués par un ressort (12) travaillant en traction et exerçant ses ef- fets directement sur le piston (2). 4 - Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens (6) susceptibles d'être commandés de l'extérieur et qui assurent la retenue du piston dans sa première position, sont constitués par des doigts ou ergots escamotables vers la surface intérieure du corps de piston. 5 - Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 1 et 4, caractérisé en ce qu'il comporte une cham- bre fermée (6) pour la réception de la moelle prélevée située du côté du piston opposé à celui qui porte l'aiguille. 6 - Dispositif selon la revendication 6, caracté- risé par le fait qu'il comporte au moins un compartiment distinct (18) susceptible d'être mis en communication avec la susdite chambre (6), ce compartiment distinct pouvant contenir des réactifs solides ou liquides. 7 - Dispositif selon la revendication 6, caracté- risé en ce que le compartiment distinct (18) est séparé de ladite chambre (16)par une membrane ou pellicule (20), fracturable sous l'effet de la dépression produite dans ladite chambre, sous l'effet du déplacement du piston (2) de la première à la seconde position susdite. 8 - Ensemble comprenant le dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, sous la forme d'une cartouche (4) jetable et remplaçable, et d'un système de support (23) externe pour ladite cartouche, comprenant un logement (21) dans lequel celle-ci peut être introduite et duquel elle peut ensuite être retirée, ledit système de support étant pourvu desdits moyens de commande (28), notamment par gâchette, susceptibles d'être mis en liaison avec les moyens de retenue (6) du piston (2) à l'occasion de l'introduction de ladite cartouche (14) dans le susdit logement (21), pour être ensuite apte à commander, notam- ment par actionnement de la gâchette (28), la libération du mouvement du piston (2), et une poignée convenablement placée de façon à permettre l'application de la partie antérieure de la cartouche ou de rebords correspondants dudit système qui lui sont associés, de manière à assurer un contact correct et adhérent à la peau du malade.