Brevet FR2667778A1 — publié le 19920417

CELLULE PERMETTANT DE COLLECTER SUR LA PEAU, PAR CIRCULATION DE LIQUIDE, AU MOINS UN COMPOSE A DOSER. La présente invention concerne une cellule permettant de collecter sur la peau un composé à doser, par circulation sur une zone de peau, d'un liquide approprié, dans un compartiment dont une paroi est constituée par ladite zone de peau lorsque la cellule est en position de fonctionnement, ce compartiment comportant un conduit d'alimentation en liquide et un conduit de soutirage du liquide. Les cellules de ce type, dites d'échanges cutanés", sont destinées à mesurer les paramètres biochimiques directement accessibles sur le stratum corneum. Ces paramètres biochimiques peuvent avoir un intérêt de diagnostic ou peuvent Entre utilisés soit dans des études en dermatologie, soit pour étudier l'action de compositions cosmétiques.Par exemple, ces cellules peuvent entre utilisées - pour collecter les acides aminés, dans l'étude de leur implication dans les phénomènes de peau sèche et dans l'étude de la rémanence des acides aminés appliqués sur la peau en cosmétique - pour collecter les produits hydrosolubles dans l'étude de l'effet des différents tensio-actifs sur la barrière cutanée - pour collecter les lactates et étudier l'importance de ces composés sur l'hydratation de la peau ; ou - pour collecter les produits liposolubles afin d'étudier quantitativement et qualitativement les lipides du sébum. Une des méthodes préférées pour effectuer les mesures des paramètres biochimiques de la peau consiste à amener l'échantillon à doser au contact d'une membrane, dans laquelle est immobilisée (comme décrit par ROMETTE, Thèse de doctorat, Université de Compiègne, 1986) une enzyme qui catalyse la transformation de la substance à doser. Par exemple dans le cas de l'acide lactique, la réaction en présence de lactase oxydase (E.C.1.1.3.2.) de Pediococcus Sp., est la suivante L-lactate + 2 --+pyruvate + H2 02. Pour connattre la teneur en L-lactate, on mesure soit la consommation d'oxygène soit la production d'H202.Dans la demande de brevet français 89-16664, on a proposé une cellule d'échanges cutanés associée à un biocapteur à enzyme de ce type ; la cellule est constituée par une bague, à une extrémité de laquelle est montée, de manière étanche, la membrane, l'autre extrémité étant, en cours de fonctionnement, fermée par la peau. Cette cellule d'échanges cutanés présente un certain nombre d'inconvénients. En premier lieu, le changement de la membrane est assez malaisé ; de plus, sous la pression de la bague, la peau se déforme, pour former un dôme dans la zone centrale et le volume de la cellule n'est donc pas le meme pour toutes les mesures ; enfin, la vidange de la cellule, après les mesures, peut n'entre pas complète, selon la position de celle-ci sur la peau. Il en résulte qu'une telle cellule ne peut etre utilisée dans un système automatisé à mesures successives multiples. La présente demande a pour but de décrire une cellule qui permet d'éviter ces différents inconvénients. La cellule selon l'invention n'est pas fermée par une membrane, la membrane étant, par conséquent, si elle est nécessaire dans le processus de mesure, introduite dans le circuit de circulation du liquide après la cellule d'échanges cutanés d'autre part, la forme particulière de ladite cellule lui donne un appui plus réparti sur la peau et, par conséquent, il n'y a pratiquement pas de déformation de la peau d'où une meilleure reproductibilité des conditions opératoires ; enfin, il n'y a pas de volume mort, ce qui rend possible la réalisation de séquences de mesures dans un processus automatique. La présente invention a pour objet une cellule d'échanges cutanés permettant de collecter sur la peau au moins un composé à doser, par circulation d'un liquide approprié, dans un compartiment dont une des parois, lorsque la cellule est en fonctionnement, est constituée par la peau, pour former une conduite de longueur L entre un conduit d'alimentation en liquide et un conduit de soutirage du liquide, S étant la surface minimum délimitée par une courbe-enveloppe entourant ladite conduite prise dans son ensemble, ladite courbe-enveloppe de surface S ayant une longueur 1, caractérisée par le fait que la surface de la paroi du compartiment, qui est constituée par la peau au cours du fonctionnement de la cellule, est au moins égale à 0,70 S et que l'on a L r 4 x 1. De préférence, la conduite comporte une ligne moyenne sans angle vif. Ladite conduite a également de préférence une section droite constante. Dans la pratique, la surface de peau recouverte par la conduite est généralement comprise entre 3 et 6 cm2. Le compartiment a, de préférence, la forme d'une conduite enroulée en spirale, les conduits d'alimentation et de soutirage étant situés l'un au centre et l'autre à l'extrémité extérieure de la spirale. Cette disposition est avantageuse car la chute de pression dans la conduite est faible. Le compartiment peut également avoir avantageusement la forme d'une conduite disposée en zigzag dont la ligne moyenne présente, entre des tronçons rectilignes, des tronçons en demi-cercle, les conduits d'alimentation et de soutirage étant situés aux deux extrémités de ladite conduite en zig-zag. Pour améliorer la circulation du liquide dans la cellule, quel que soit le type de cellule utilisé, les conduits d'alimentation et de soutirage de la cellule ont, de préférence, une section droite interne, dont la surface est égale à celle de la section droite de la conduite. La cellule est, de préférence, constituée par une plaquette dans laquelle la conduite est ménagée en creux. Cette plaquette peut avoir toute forme adaptée à la zone de peau étudiée. Elle peut être carrée, rectangulaire ou ovale. Avantageusement, la face sur laquelle est ménagée en creux la conduite comporte, en relief, un bourrelet entourant ladite conduite. Ce bourrelet permet d'améliorer l'étanchéité de la cellule en cours de fonctionnement. Ce bourrelet peut, éventuellement, etre entouré à son tour par une collerette adhésive double face. La plaquette est le plus souvent plane mais pourrait comporter une face d'appui sur la peau, concave ou convexe selon la zone de peau à étudier. La plaquette peut être réalisée en verre, métal ou alliage métallique, matériau composite, caoutchouc ou matériau céramique. Elle est, de préférence, en matière plastique, plus particulièrement en matière plastique transparente. La plaquette peut etre en matériau rigide ou souple dans ce dernier cas, on peut plus facilement l'adapter à des zones de peau courbes. La cellule est avantageusement fixée sur un dispositif, par exemple un brassard, qui garantit un appui uniforme et/ou une pression constante contrOlable sur la peau. La cellule peut fonctionner dans toutes les positions, aussi bien horizontalement que verticalement. La circulation du liquide dans la conduite peut Entre effectuée sous pression mais elle est avantageusement effectuée en dépression auquel cas l'étanchéité de la cellule se trouve renforcée. Cette cellule peut plus particulièrement être utilisée dans le circuit de mesure défini dans une demande de brevet français déposée par la demanderesse le meme jour que la présente demande et intitulée : "Dispositif permettant le dosage d'au moins un composé directement sur la peau et procédé de dosage correspondant". Pour mieux faire comprendre l'objet de la présente invention, on va en décrire ci-après, à titre d'exemple purement illustratif et non limitatif, un mode de réalisation représenté sur le dessin annexé. Sur ce dessin - la figure 1 représente en vue de dessus une cellule en spirale selon l'invention - la figure 2 représente la meme cellule vue en coupe selon Il-Il de la figure 1. - la figure 3 représente, en vue de dessus, une première cellule en zig-zag selon l'invention - la figure 4 représente, en vue de dessus, une seconde cellule en zig-zag selon l'invention. La cellule d'échanges cutanés représentée sur la figure 1 est désignée dans son ensemble par la référence 1 ; elle se présente sous la forme d'une plaquette rectangulaire 2 réalisée en matière plastique transparente, par exemple, en polyméthacrylate de méthyle. Sur une face de cette plaquette 2 est creusée une conduite ouverte 3 en forme de spirale. Chacune des spires de la conduite 3 est séparée de la suivante par une mince cloison 4. La conduite 3 en spirale a une section constante sur toute sa longueur. Au centre de la spirale s'ouvre un conduit d'alimentation 5, qui est perpendiculaire aux faces de la plaquette 2 et qui, selon le mode de réalisation représenté, est relié à un conduit Sa ménagé dans l'épaisseur de la plaquette 2, parallèlement aux faces de la plaquette, entre la conduite 3 et la face 2a de la plaquette 2 opposée à celle où s'ouvre la conduite 3 en spirale. Ce conduit Sa est relié par un embout métallique 6 inséré dans la matière plastique à un tube souple 7 en matière plastique. A l'extrémité extérieure de la spirale s'ouvre également un conduit de soutirage 8 perpendiculaire aux faces de la plaquette 2, qui est relié à un conduit 8a ménagé dans l'épaisseur de la plaquette 2 parallèlement au conduit Sa. Ce conduit 8a est relié, par un embout 9 identique à l'embout 6, à un tuyau souple 10. Les conduits 5, Sa, 8, 8a, 7 et 10 ont une section droite interne ayant la meme surface que la section droite de la conduite 3 en spirale. Il est bien entendu que le conduit d'alimentation pourrait être le conduit 8 et le conduit de soutirage le conduit 5. Les embouts métalliques 9 et 6 sont cylindriques et constitués de deux parties de diamètres différents. Les parties de plus petit diamètre 6a et 9a sont insérées dans l'épaisseur de la plaquette 2. Les parties de plus grand diamètre 6b et 9b sont disposées dans un embrèvement parallélépipédique 11 de la plaquette 2. Les tubes souples 7 et 10 sont enfoncés respectivement sur les parties 6b et 9b des embouts 6 et 9. Selon le mode de réalisation représenté, la conduite 3 est entourée d'un bourrelet 12 circulaire ayant le meme centre que la conduite en spirale 3. Mais selon un autre mode de réalisation préféré, ce bourrelet circulaire a un centre géométrique légèrement décalé par rapport à celui de la spirale, ce décalage permettant d'obtenir une répartition plus équilibrée de la surface d'échange par rapport à la surface de contact. Grace à cette disposition, l'étanchéité est avantageusement améliorée. Dans cette réalisation, la surface de la paroi du compartiment, qui est constituée par la peau au cours du fonctionnement de la cellule, peut etre égale à environ 0,70 S et la longueur L de la conduite 3 peut Entre égale à environ 5,3 x 1, S et 1 ayant les significations précédemment définies. Pour faciliter sa fixation et améliorer l'étanchéité de la cellule, une collerette adhésive double face peut etre disposée à l'extérieur du bourrelet 12. La cellule 1 pourrait astre munie d'attaches permettant de la fixer sur un brassard. La cellule d'échanges cutanés fonctionne de la façon décrite ci-après. Pour effectuer une mesure, on appuie la cellule 1 sur la peau de façon que le bourrelet 12 et les cloisons 4 soient en contact avec la peau. De cette façon, la peau constitue une paroi de fermeture pour la conduite 3 en spirale. On introduit ensuite le liquide par le tube 7 et on le soutire par l'autre tube 10 de façon à provoquer une circulation du liquide dans la conduite 3 en spirale. Les cloisons 4 constituent des points d'appui rapprochés sur la peau et on évite ainsi les déformations de la peau qui pourraient perturber l'écoulement du liquide. Le bourrelet 12 assure une étanchéité complémentaire vis-à-vis de-l'extérieur.Du fait que la conduite 3 en spirale et les conduits 5, Sa, 8, 8a ont des sections droites ayant la même forme et la même superficie, l'écoulement du liquide au niveau de la peau est très régulier et il ne peut y avoir de volume mort où le liquide stagne. De cette façon, lorsque l'on arrête la mesure, la cellule peut entre entièrement vidée puis rincée. La circulation du liquide dans la spirale peut etre sous pression, mais plus avantageusement, en dépression, auquel cas l'étanchéité se trouve encore renforcée. La figure 3 représente un premier mode de réalisation d'une cellule selon l'invention comportant une conduite en zig-zag. La cellule est désignée dans son ensemble par la référence 101. Elle est constituée par une plaquette plane 20 ayant la forme d'un rectangle à coins coupés, dans laquelle est creusée une conduite 30 disposée en zig-zag. La conduite 30 est constituée de tronçons 30a rectilignes reliés par des tronçons 30b en forme de demi-cercles. La conduite 30 présente une section droite de surface constante sur toute sa longueur et les tronçons 30a rectilignes sont régulièrement espacés. A l'une des extrémités de la conduite 30 s'ouvre un conduit d'alimentation 50 qui est perpendiculaire aux faces de la plaquette 20 et qui est relié à un conduit 50a ménagé dans l'épaisseur de la plaquette, parallèlement aux faces de ladite plaquette. Ce conduit 50a est relié à un tube 70 d'alimentation en liquide. A l'autre extrémité de la conduite, extrémité symétrique de la première par rapport au centre de symétrie de la plaquette 20, s'ouvre un conduit de soutirage 80 identique au conduit d'alimentation 50 qui, comme ce dernier, est relié à un tube 100 de soutirage du liquide. La conduite 30 dans son ensemble est entourée d'un bourrelet 120 parallèle aux bords de la plaquette 20. Dans cette réalisation, la surface de la paroi du compartiment, qui est constituée par la peau au cours du fonctionnement de la cellule, peut entre égale à environ 0,75 S et la longueur L de la conduite 30 peut etre égale à environ 4,9 x 1, S et 1 ayant les significations précédemment définies. La figure 4 représente un second mode de réalisation d'une cellule à conduite en zigzag selon l'invention. Dans cette cellule, désignée dans son ensemble par 1010, la plaquette 200 est plane et circulaire. La conduite en zig-zag 300 est constituée de différents tronçons rectilignes 300a reliés par des tronçons en demi-cercle 300b creusés sur une face de la plaquette 200 et disposés symétriquement par rapport à un diamètre de ladite plaquette 200. La longueur de ces tronçons 300a va en diminuant lorsqu'on s'éloigne du diamètre de symétrie de façon que la conduite 300 puisse s'inscrire dans un cercle. Les conduits d'alimentation 500 et de soutirage 800 s'ouvrent à chaque extrémité de la conduite 300, symétriquement par rapport au diamètre de symétrie et ils sont reliés respectivement à un conduit 500a et 800a ménagé dans la plaquette, ces derniers conduits étant, à leur tour, reliés respectivement à des tubes 700 pour l'alimentation en liquide et 1000 pour le soutirage du liquide. La conduite 300 est entourée d'un bourrelet circulaire 1200. Dans cette réalisation, la surface de la paroi du compartiment, qui est constituée par la peau au cours du fonctionnement de la cellule, peut entre égale à environ 0,72 S et la longueur L de la conduite 300 peut etre égale à environ 4,5 x 1, S et 1 ayant les significations précédemment définies. L'utilisation des cellules des figures 3 et 4 s'effectue comme pour la cellule de la figure 1 et les résultats obtenus sont analogues. REVENDICATIONS 1 - Cellule (1) d'échanges cutanés permettant de collecter sur la peau au moins un composé à doser, par circulation d'un liquide approprié dans un compartiment dont une des parois, lorsque la cellule est en fonctionnement, est constituée par la peau, pour former une conduite (3, 30, 300) de longueur L entre un conduit (5, 50, 500) d'alimentation en liquide et un conduit (8, 80, 800) de soutirage du liquide, S étant la surface minimum délimitée par une courbe-enveloppe entourant ladite conduite prise dans son ensemble, ladite courbe-enveloppe de surface S ayant une longueur 1, caractérisée par le fait que la surface de la paroi du compartiment, qui est constituée par la peau au cours du fonctionnement de la cellule, est au moins égale à 0,70 S et que l'on a L# 4 x 1. 2 - Cellule selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la conduite (3, 30, 300) comporte une ligne moyenne sans angle vif. 3. Cellule selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée par le fait que la conduite (3, 30, 300) a une section droite constante. 4 - Cellule selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que la surface de peau recouverte par la conduite est comprise entre 3 et 6 cm2. 5 - Cellule selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que le compartiment a la forme d'une conduit e enroulée en spirale (3), les conduits d'alimentation (5) et de soutirage (8) étant situés l'un au centre et l'autre à l'extrémité extérieure de la spirale. 6 - Cellule selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que le compartiment a la forme d'une conduite (30, 300) disposée en zig-zag, dont la ligne moyenne présente, entre des tronçons (30a, 300a) rectilignes, des tronçons en demi-cercle (30b, 300b), les conduits (50, 80 ; 500, 800) d'alimentation et de soutirage étant situés aux deux extrémités de ladite conduite en zig-zag. 7 - Cellule selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée par le fait que les conduits d'alimentation et de soutirage (5, 50, 500 ; 8, 80, 800) de la cellule ont une section droite interne, dont la surface est égale à celle de la section droite de la conduite (3, 30, 300). 8 - Cellule selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée par le fait qu'elle est constituée par une plaquette (2, 20, 200) dans laquelle la conduite (3, 30, 300) est ménagée en creux. 9 - Cellule selon la revendication 8, caractérisée par le fait que la face sur laquelle est ménagée la conduite (3, 30, 300) comporte en relief un bourrelet (12, 120, 1200) entourant ladite conduite. 10 - Cellule selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisée par le fait que la plaquette (2, 20, 200) comporte une face d'appui sur la peau sensiblement plane. 11 - Cellule selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisée par le fait que la plaquette (2, 20, 200) comporte une face d'appui sur la peau concave ou convexe selon la zone de peau à étudier. 12 - Cellule selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisée par le fait qu'elle est fixée sur un dispositif qui garantit un appui uniforme et/ou une pression d'appui constante contrdlable sur la peau.