Brevet FR2628841A1 — publié le 19890922

Qi RÉPUBLIQUE FRAN AISE N' de publication 2 628 841 (à n'utiliser que pour les INSTITUT NATIONAL commandes de reproduction) DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE DE LPRPITIDSRE N d'enregistrement national 88 03323 PARIS Int CI4 G 01 N 33/48, 33/86. @ DEMANDE DE BREVET D'INVENTION A1 Date de dépôt: 15 mars 1988.. Demandeur(s): LABORATOIRES NEGMA (S.A.R.L). - FR. () Priorité: Inventeur(s): Jacques Dufaux; Jean-Louis Counord. 4 Date de la mise à disposition du public de la demande BOPI " Brevets " n 38 du 22 septembre 1989. Références à d'autres documents nationaux appa- rentés ( Titulaire(s).: Mandataire(s): Office Picard. Dispositif de commande de l'écoulement d'un liquide dans un'capillaire, (@ L'invention concerne un dispositif de commande de la 2 pression en amont d'un liquide en écoulement dans un capil- laire relié à un réservoir dudit liquide., Il comprend, montés sur un support, deux tubes partielle- ment remplis d'un fluide incompressible reliés à leur base par ' un flexible creux, l'un au moins pouvant se déplacer par rapport à l'autre selon au moins une composante verticale de ' déplacement, l'extrémité du tube mobile étant libre, tandis que. celle de l'autre tube est mise en communication avec un circuit. de liquide commençant par l'extrémité supérieure dudit réser- voir partiellement rempli de liquide. Application à la commande d'un écoulement sanguin dans \| un capillaire pour son observation au microscope. qffl eol7 co N OD N s f oe O DVente des fascicules à l'IMPRIMERIE NATIONALE, 27. rue de la convention -75732 PARIS CEDEX 15 La présente invention concerne un dispositif de commande de l'écoulement d'un liquide et notamment du sang dans un capillaire relié à un réservoir dudit liquide. Dans le domaine de l'analyse des écoulements sanguins, il est recherché de reconstituer des conditions de micro-écoule- ments stables proches de celles existants in vivo, afin d'observer, par exemple, l'apparition des agrégats de globules rouges. Les débits sanguins dans les vaisseaux étant de l'ordre de 10-6 cm3/s, il est très difficile d'obtenir de telles condi- tions à l'aide de pousses-seringues même très sophistiqués du marché. D'autre part, les pompes à engrenages mécaniques du com- merce, à très faibles débits, ne permettent pas d'obtenir de débits stables compte tenu des à-coups de fonctionnement inhé- rents à leur principe. Enfin, on connaît dans la demande de brevet allemand DE- 3541057 une méthode de mesure de l'agrégation des trombocytes qui consiste à faire passer un échantillon de sang à travers un capillaire par l'intermédiaire d'une pompe du type piston- cylindre. La pression dans ce dispositif est mesurée et trans- mise à un microprocesseur qui en contrôle la stabilité. Cette méthode et le dispositif utilisé restent malgré tout très complexes et onéreux. L'objectif de la présente invention est donc de permettre à moindre coût la commande de l'écoulement capillaire d'un liquide à débit constant et exempt d'à-coups. Cet objectif est atteint grâce à un dispositif de commande de la pression en amont d'un liquide, et notamment du sang, en écoulement dans un capillaire relié à un réservoir. Ce dernier se distingue en comprenant, montés sur un support, deux tubes partiellement remplis d'un fluide incompressible reliés à leur base par un flexible creux, l'un au moins pouvant se déplacer par rapport à l'autre selon au moins une composante verticale de déplacement, l'extrémité du tube mobile étant libre, tandis que celle de l'autre tube est mise en communication avec un circuit de liquide commençant par l'extrémité supérieure du réservoir partiellement rempli de liquide. Conformément à un mode de réalisation, l'un des deux tubes est vertical et fixe, tandis que l'autre est mobile en rotation autour d'un axe inférieur sur un quart de cercle de manière à adopter différentes positions comprises entre les positions verticale et horizontale. Selon une caractéristique avantageuse de la présente invention, le circuit de liquide comprend en outre un réservoir supplémentaire rempli d'un liquide à expérimenter apte à être intercalé dans le circuit à l'entrée du capillaire. De manière avantageuse, l'invention permet en outre, une manipulation aisée du capillaire par un conditionnement approprié de celui-ci, en vue de l'observation du liquide en écoulement, et de sa connexion au reste du circuit de fluide. D'autres caractéristiques et avantages de la présente in- vention apparaîtront plus en détail de la description qui va suivre d'un mode de réalisation'donhé à titre d'exemple en ré- férence aux dessins annexés, sur lesquels: - la fig.-l représente une vue globale du dispositif de l'invention; - la fig.-2 est une vue du bloc capillaire; - la fig.-3 montre le circuit doté d'un réservoir inter- médiaire; Sur la figure 1, on voit que le dispositif de la présente invention est constitué d'une structure (1) faisant office de pompe relié à un circuit (2) de liquide destiné subir une va- riation de pression infime. Ladite structure est composée d'un système du type "manomètre à eau" comprenant deux tubes (3, 4) partiellement remplis d'eau, reliés entre eux par un flexible creux de raccordement (5), reposant sur un support plan verti- cal (6) fixé sur pieds. Le premier tube (3) est vertical et fixe, tandis que le second est mobile en rotation autour d'un axe inférieur (7) sur un quart de cercle de manière à adopter différentes positions comprises entre les positions verticale et horizontale (ce qui correspond à une gamme de vitesse d'écoulement du liquide expérimental dans le capillaire). A proximité de son extrémité supérieure se trouve un élément de serrage (8) du tube contre le support plan, fixé au tube (4) et faite simplement par un flexible de raccordement creux (10) rempli d'air. Le circuit de liquide (2) est, quant à lui, composé d'un tube à essai (11) faisant office de réservoir et contenant partiellement le liquide. Ce tube est obturé par un bouchon à deux orifices traversé par une première pipette plongeant dans le liquide et une deuxième hors du liquide. Le volume d'air est en communication directe avec le volume d'air du tube (3) par l'intermédiaire du flexible (10) relié à la deuxième pipette. Le liquide du tube à essai est d'autre part mené au capillaire par l'intermédiaire d'un autre flexible de raccordement creux (13) relié à la première pipette plongeant dans ledit liquide d'expérimentation. Sur la figure 2, on voit que le capillaire (14)-est enrobé de résine transparente formant un bloc (15). En l'occurence, il s'agit d'une résine époxyde, à deux composants polymérisant à froid, dont la propriété optique avoisine celle du verre: indice de réfraction compris entre 1,40 et 1,50. Le capillaire débouche aux deux extrémités dudit bloc qui comprend, selon l'invention, au moins un orifice d'entrée du liquide d'expérimentation spécialement aménagé dans la résine pour recevoir une connexion reliable au reste du circuit. L'orifice de sortie du capillaire quant à lui, reste libre à la pression atmosphérique et libère le liquide après expérimen- tation. Dans la réalisation illustrée, le bloc de résine comprend un épaulement (16) au niveau de chaque extrémité du capillaire, et une surface centrale (17) qui est en fait une surface d'observation à environ 0,3 mm au dessus du capillaire. Dans chaque épaulement est ménagé un orifice en communication avec le capillaire destiné à recevoir une connexion (18) reliable au reste du circuit (par exemple, embout conique 6 % à verrou du type femelle pour aiguille de seringue). Sous le bloc de résine, peut être fixée par collage une lame de dimensions plus grande que la base du bloc, de manière à faciliter son utilisation sur un microscope. Le conditionnement du capillaire ainsi réalisé, renforce sa rigidité et en autorise une manipulatidn beaucoup plus aisée sans risque de cassure pendant l'expérimentation. Le capillaire peut être de type plan, d'épaisseur comprise entre gm et 200 Em auquel cas il permet une observation directe, ou bien de forme cylindrique, auquel cas il convient de l'entourer d'un liquide d'indice convenable pour permettre une observation exempte des effets de déformation ds au dioptre résultant de la face externe du capillaire (une cavité est alors prévue au moulage du bloc pour le liquide ci-dessus). Sur la figure 3, on voit un aménagement particulier du circuit du liquide, destiné à l'introduction dans le circuit -d'un autre liquide, qui peut être de nature différente et/ou compatible avec celle du premier liquide, lequel à uniquement pour fonction dans ce cas de transmettre la pression. S'agissant notamment du sang ou d'une suspension de globules rouges en tant que liquide d'expérimentation, le premier liquide peut être un sérum physiologique. Cet aménagement consiste en un petit réservoir rempli du liquide à expérimenter apte à être intercalé entre la sortie S du flexible (13) et l'entrée E du capillaire ( l'entrée E reliée à F). Ce réservoir peut être une cuve cylindrique (20) comprenant à sa partie inférieure une entrée (21), et une sortie (22) constituées par un embout cônique 6 % à verrou du type mâle correspondant aux embouts (18) du bloc renfermant le capillaire. De préférence, la sortie de la cuve est prolongée par une portion de tube (23) de 2 cm environ. Ce réservoir comprend en outre, au niveau supérieur, un orifice d'injection doté d'une pastille d'injection (24) en néoprène grâce auquel il est possible d'introduire, par exemple, un produit chimique pendant l'expérience. Le dispositif de la présente invention fonctionne de la manière indiquée ci-après. Le tube (4), étant à l'horizontale, est en totalité ou en partie rempli d'eau, alors que le tube (3) est pratiquement vide. On comprend que le déplacement du tube (4) vers le haut entraîne une élévation du niveau de la surface libre de son liquide par rapport au niveau de la surface du liquide dans le tube (3) faisant office de réservoir. Cette différence de hauteur d'eau qui peut varier de cm d'eau pour la réalisation effectuée traduit la variation de pression concommitante qui s'opère dans le volume d'air compris entre la surface d'eau du tube (3) et la surface du liquide à expérimenter, et notamment sur la surface du liquide du tube (3). Il est donc possible de cette manière, de commander une variation de pression appliquée en amont du liquide destiné à s'écouler dans un capillaire. On. constate que l'on peut appliquer aisément des varia- tions de pression qui peuvent être infimes en retenant sur les tubes une graduation dont le pas est visible à l'oeil nu, par exemple de 0,5 mm d'eau. On obtient un écoulement constant du liquide sur une période relativement longue, compte tenu de la faiblesse de l'écoulement (10-6 cm3/s) et de la différence de section entre le capillaire et celle des tubes (3, 4, 11). le rapport étant environ de 1/1000, on peut considérer que la variation de débit pendant la durée de l'expérimentation (quelques heures) correspondant à la baisse de pression dẻ à la diminution du niveau du liquide dans le tube à essai soit suffisamment négligeable pour que le débit soit qualifié de constant. En outre, on remarquera qu'on obtient un écoulement exempt d'à-coups du fait de la simplicité du principe de la présente invention. Une application particulièrement immédiate du dispositif consiste en l'observation sous microscope des aggrégats de glo- bules rouges qui s'écoulent dans le capillaire et éventuelle- ment leur réaction à des produits chimiques injectés au cours de l'écoulement. Bien entendu, d'autres applications d'analyse ou de traitement du sang en écoulement capillaire mettant en oeuvre le dispositif de commande de pression décrit précédem- ment, sont possibles sans pour autant sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif de commande de la pression en amont d'un liquide et notamment du sang en écoulement dans un capil- laire relié à un réservoir dudit liquide, caractérisé en ce qu'il comprend, montés sur un support, deux tubes partiellement remplis d'un fluide incompressible reliés à leur base par un flexible creux, l'un au moins pouvant se déplacer par rapport à l'autre selon au moins une composante verticale de déplacement, l'extrémité du tube mobile étant libre, tandis que celle de l'autre tube est mise en communication avec un circuit de liquide commençant par l'extrémité supérieure dudit réservoir partiellement rempli de liquide. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'un des deux tubes est vertical et fixe, tandis que l'autre est mobile en rotation autour d'un axe inférieur (7) sur un quart de cercle de manière à adopter différentes positions comprises entre les positions verticale et horizontale. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le support plan comprend une découpe (9) en arc de cercle destinée à guider un élément de serrage (8) du tube contre le support plan. 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de liquide comprend en outre un réservoir sup- plémentaire (24) rempli d'un liquide à expérimenter apte à être intercalé dans le circuit, à l'entrée du capillaire. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le réservoir supplémentaire comprend en outre un orifice d'injection doté d'une pastille d'injection (24). 6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capillaire est moulé en partie ou en totalité dans un bloc de résine transparente, l'une au moins de ses extrémités débouchant à l'air libre étant munie d'un élément de connexion au reste du circuit. Cu ILII ú. V't 3cno3 9k Le -oJ s8