Brevet FR2691062A1 — publié le 19931119

La présente invention concerne des dispositifs cryogéniques de construction simple et de tailles réduites, tenant dans le creux d'une main, permettant de recueillir, de transporter et d'appliquer, en exerçant éventuellement une5 pression mécanique, une quantité modulable de gaz liquéfié cryogénique, sur tout matériau que l'on désire refroidir ou congeler. En médecine et dans l'exercice de l'art vétérinai- re, la congélation est fréquemment utilisée pour la conserva- tion, le diagnostic et le traitement de tissus sains ou pathologiques. La neige carbonique -780 C et le protoxyde d'azote -840 C sont utilisés mais actuellement plutôt délaissés au profit de l'azote liquide, plus efficace, grâce à sa très basse température d'ébullition: -1961 C Les conditions matérielles de l'utilisation de l'azote liquide en médecine présentent, à ce jour, deux lacunes majeures: le matériel courant n'offre pas les garanties nécessaires et suffisantes d'asepsie que son usage impose en médecine; lorsqu'il offre une bonne sécurité d'asepsie, il comporte en contre-partie une lourdeur de manipulation, un encombrement et un coût, qui exercent un frein indiscutable à la diffusion de la cryothérapie, à savoir l'utilisation de la congélation en thérapeutique et à la cryochirurgie, c'est- a-dire l'utilisation de la congélation pour la destruction de masses tumorales bénignes ou malignes. Les praticiens disposent habituellement, pour effectuer les gestes courants de cryothérapie, d'une bonbonne isotherme dans laquelle sont conservés 10 à 30 litres d'azote liquide et dans laquelle ils puisent une petite quantité, de l'ordre de 5 à 50 millilitres, à l'aide d'un godet serti sur une tige métallique de 50 centimètres de longueur, au moment de son utilisation. L'azote nécessaire est alors prélevé dans le godet au moyen d'un porte coton confectionné par le praticien puis appliqué sur la lésion. Cette opération est réalisée plusieurs fois dans une même opération; or, il est de connaissance récente que d'éventuelles particules virales, prélevées lors de l'appli- cation du coton sur des lésions pouvant comporter des virus, puis ramenées dans le godet au moment de la réimprégnation, sont susceptible de contaminer le réservoir principal, dans10 lequel elles ne seraient pas détruites. Bien que le pouvoir contaminant de ces virus congelés n'ait pas été prouvé, il apparait tout de même indispensable de mettre au point des systèmes d'application de l'azote liquide ou de tout autre liquide réfrigérant, qui évitent tout risque de transmission virale. On a déjà proposé des équipements qui évitent l'utilisation du porte coton et l'éventuelle contamination, de ce fait, du réservoir principal. Dans cette catégorie de matériel cryogénique selon l'art antérieur ( document FR A 2 353014), un jet d'azote liquide ou gazeux est projeté sur la zone à traiter à partir d'une source autopressurisante et autostabilisante du fluide de refroidissement saturé à la chaleur. Dans ce matériel le fluide réfrigérant est stocké dans un réservoir stationnaire de grande capacité ou dans un récipient manuel de type vase de DEWAR, d'une capacité de 500 millilitres, permettant une autonomie de 6 à 8 heures environ. L'inconvénient de ce système est de ne pas permet- tre d'appliquer l'azote sous pression mécanique, nécessaire à la pénétration en profondeur du froid et d'entraîner une importante déperdition d'azote liquide qui coule et se disperse de façon incontrôlée, rendant très délicate voire impossible le traitement de zones péri-orificielles De plus ce type de dispositif ne fonctionne qu'en position verticale. Dans une autre catégorie de matériel selon l'art antérieur, le courant de vapeur et de fluide réfrigérant est confiné dans un passage d'écoulement pourvu typiquement d'un coude de retour formé dans un matériau très bon conducteur de5 la chaleur, avec un évent vers l'atmosphère en un point éloigné. L'élément échangeur de calories peut être placé près ou au contact de la surface à refroidir, sans contact direct entre le liquide réfrigérant et cette surface.10 Cet échangeur est donc propre et sa conception permet l'appui et donc la congélation en profondeur, mais, relié par une tubulure au réservoir principal, lequel est à son tour, relié à une bonbonne d'azote gazeux servant à la pressurisation de l'azote liquide, il constitue un matériel15 lourd, statique, encombrant et coûteux, caractéristiques pénalisantes pour le développement de la méthode cryochirur- gicale. On reconnait que le contact direct du liquide réfrigérant, à la condition qu'il soit propre, avec la lésion, est un gage d'efficacité et qu'il est nécessaire, le plus souvent, d'exercer un appui pour permettre une congéla- tion en masse. Pour éviter les inconvénients des dispositifs selon l'art antérieur et permettre la mise en application des caractéristiques sus-citées, l'invention propose un petit réservoir isotherme manuel et autonome, qui permette de recueillir la quantité de liquide réfrigérant nécessaire au traitement d'un cas et de l'appliquer directement sur la zone à congeler, en exerçant au besoin, l'appui nécessaire à la congélation du volume cible. Plus précisément le dispositif selon l'invention est constitué d'un petit réservoir isotherme comportant à l'une de ses extrémités une large ouverture de remplissage obturable par un bouchon tandis que son autre extrémité est traversée par un canal capillaire 12 d'écoulement du liquide, cette autre extrémité étant équipée d'un embout d'application adapté, le bouchon d'obturation du réservoir étant pourvu d'un évent d'échappement de la fraction vaporisée du liquide réfrigérant et comportant des moyens pour régler la section5 de cet évent. Deux versions sont prévues une version destinée à l'usage unique, soit monobloc (embout compris) soit en deux pièces (embout vissant), réalisée en matériaux légers, peu coûteux et non10 polluants et conditionnée en sachet stérile. une version destinée à être réutilisée, dans laquelle le réservoir est réalisé en matériaux résistants et stérilisables, l'embout applicateur rapporté pouvant être dans ce cas à usage unique jetable ou réutilisable et en matériaux capables d'êtres stérilisés. Au moment du geste cryogénique, le praticien choisit dans une panoplie de plusieurs réservoirs (de 5 à 100 millilitres, par exemple: 5 ml, l Oml, 20 ml, 50 ml, l O Oml), celui qui correspond le mieux au besoin du moment Il le remplit au moyen du godet dont il dispose déjà et sur lequel il aura adapté un bec verseur, en puisant dans le réservoir principal d'azote liquide - Il choisit ensuite un embout, adapté à l'usage qu'il s'apprête à en faire, dans une deuxième panoplie qui propose différentes tailles et formes, comme décrit plus loin, et le visse sur le réservoir. Enfin il adapte sur le réservoir le bouchon encastrable ou vissant selon qu'il aura choisit le modèle jetable ou réutilisable. Le praticien dispose alors d'un outil autonome qui lui permet de se déplacer et au besoin de quitter la salle dans laquelle se trouve le réservoir principal et qu'il pourrait au besoin partager avec d'autres artisans. Dans le réservoir partiellement rempli, se trouvent une phase d'azote liquide et une phase au dessus, d'azote gazeux Le réservoir isotherme est percé à son extrémité inférieure, mais l'azote liquide ne s'écoule par cet orifice de très fin calibre que lorsque l'azote gazeux se trouve5 comprimé, du fait de l'obturation par le bouchon. Le bouchon est doté d'un évent dont l'ouverture ou la fermeture par une simple pression d'un doigt, permet de réguler simplement et efficacement la distribution de l'azote liquide par l'embout applicateur, au moment du traitement.10 L'embout applicateur vissant, stérile, reçoit l'azote liquide du réservoir, le filtre, l'accumule dans sa partie inférieure poreuse et le vaporise au contact de la surface à refroidir, sur laquelle il peut appuyer plus ou moins fortement. En conséquence, c'est un premier objet de l'inven- tion de procurer un dispositif léger, autonome, permettant de traiter avec une seule charge toutes les lésions d'un même patient,sans risque de contamination virale et avec un gain de temps appréciable. Un autre objet de l'invention est de procurer un procédé amenant le liquide réfrigérant au contact de la surface à refroidir, puisqu'il a été prouvé que l'efficacité de la cryothérapie est proportionnelle à la vitesse du refroidissement L'invention prévoit toutefois une variante de l'embout applicateur évitant le contact direct du liquide réfrigérant avec une partie qui doit être assurée d'une stérilité totale. Un autre objet de l'invention est de permettre par la conception de son embout applicateur, l'appui sur la lésion à traiter et donc une pénétration du froid en profon- deur; mais aussi d'autoriser par l'utilisation d'un gel contact, l'adhérence au volume cible et donc une traction de ce volume, lorsqu'il est nécessaire de le dégager d'une zone fragile sous-jacente. Un autre objet de l'invention est de permettre, grâce à son bouchon à évent, de moduler avec précision, la quantité de liquide réfrigérant à distribuer et de tenir l'appareil en position verticale ou inclinée. Un autre objet de l'invention est de procurer un procédé économique en liquide réfrigérant et en matériel. Un autre objet de l'invention est de s'adapter aux besoins spécifiques de différents secteurs, médicaux ou autres. Le gaz liquéfié communément utilisé est l'azote liquide mais tout autres gaz réfrigérant, à la condition qu'il soit compatible avec le secteur d'application, est susceptible d'être utilisé avec la présente invention. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparal- tront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels: La figure 1 est une coupe du dispositif dans sa version à usage unique, comprenant un réservoir avec son isolation, le bouchon encastrable avec son évent et un embout vissant. La figure 2 est une vue en perspective du dispositif dans sa version destinée à l'usage unique et permettant de mieux comprendre la forme du bouchon. La figure 2 a est une coupe détaillée de l'embout vissant applicateur. La figure 2 b est une variante de cet embout à extrémité large. La figure 3 est une coupe d'ensemble du disposi- tif dans sa version réutilisable. La figure 4 est une coupe agrandie partielle de la figure 3 Les figures 5, 6 et 7 sont des coupes de varian- tes de l'embout applicateur. A la figure 1, il est représenté un mode de réalisation du dispositif cryogénique selon l'invention désigné à l'usage unique. Le réservoir 1, constitué d'une matière plastique telle que le polypropylène, a une forme cylindrique. A son extrémité inférieure, il adopte une forme conique 2 et se termine par une extrémité cylindrique 3 dont la surface externe est rainurée en pas de vis. La hauteur de la partie cylindrique 1 est soit de mm (millimètres), soit de 75 mm, soit de 100 mm, soit de 150 mm, soit de 200 mm L'épaisseur de sa paroi est de l'ordre de 1 mm Le diamètre du cylindre est 30, 40 ou 50 mm. Le réservoir est doublé à sa partie interne par un deuxième cylindre 4, qui peut être réalisé en polystyrène extrudé ou tout autre matériau présentant comme lui de bonnes caractéristiques de légèreté, de faible coût et d'isolation thermique. Ce cylindre isolant 4 est perforé à son extrémité inférieure conique puis cylindrique, ce qui réalise un conduit 12 d'un calibre réduit de l'ordre du dixième de millimètre Cependant selon l'usage auquel sera destiné le dispositif, ce calibre pourra être plus important L'épaisseur de ce cylindre isolant 4 est de l'ordre de 5 à 10 mm, sauf à sa partie supérieure, qui peut être chanfreinée. L'élément 5 est un embout dont l'extrémité supé- rieure comporte dans sa face interne, une rainure en pas de vis qui lui permet de se visser sur l'extrémité 3. La figure 2 a montre les détails de cet embout vissant L'enveloppe 28 est en matière plastique, tel que le polypropylène, ou en matériau équivalent, d'épaisseur d'un millimètre L'isolant 29 est en polystyrène extrudé ou matériau équivalent, dont l'épaisseur est de l'ordre de 2 mmm. La surface interne du tiers supérieur comporte un pas de vis Des épaulements 14 et 15 permettent une bonne étanchéité. Un filtre poreux 31 est encastré dans l'isolant 29 Une masse d'ouate de coton 32, remplit la partie distale de l'embout. La hauteur de cet embout est, dans sa version la plus commune, de l'ordre de 20 mm. On retrouve sur la figure 2 b qui illustre un embout dans une variante à extrémité large, les mêmes éléments avec les mêmes références. La figure 1 montre également en coupe, le bouchon 7 réalisé en matière caoutchouteuse est composé de trois parties: une base 6, en forme de cupule à concavité supérieure, percé d'un orifice excentré 7 et dont les bords latéraux comportent deux bourrelets d'étanchéité 8 Sur un bord (celui qui est opposé à l'orifice), une zone charnière 9 relie cette base à un volet 10 de fermeture d'une chambre 11 normalement en communication avec l'atmosphère par un évent lla, le volet étant surmonté d'un doigtier 10 a destiné à recevoir un doigt, de telle sorte que lorsque la pression du doigt rabat le volet, cela crée l'occlusion de la chambre de compression 11, entraînant par le biais de l'orifice 7 une augmentation de pression de la phase gazeuse du réfrigérant qui se trouve dans le réservoir et par là même un écoulement de la phase liquide par le conduit 12, puis par l'embout applicateur. La figure 2 représente une vue externe en perspec- tive, du dispositif dans sa conception destiné à l'usage unique, avec son réservoir 1, son embout applicateur 5 et son bouchon régulateur de pression. Aux figures 3 et 4 on a représenté par une coupe longitudinale un dispositif destiné à être utilisé plusieurs fois et stérilisé. Le réservoir 1 est réalisé dans un matériau résistant et isolant thermique A titre d'exemple, il peut être réalisé en acier inoxydable, en double paroi avec vide d'air établi au travers d'une valve 13 Une version en matière plastique stérilisable à la chaleur peut être prévue. On retrouve une tunique intérieure 4 concentrique, encastrable, réalisé en matériau isolant tel que le polysty- rène extrudé et pouvant être remplacée en cas d'usure ou pour fournir un calibre de l'orifice d'évacuation 12 différent.5 L'embout vissant 5 s'adapte sur l'extrémité inférieure du réservoir, de manière étanche avec des joints 14 et 15 en matière supportant la stérilisation à la chaleur, telle que certains silicones. Le bouchon vissant, non jetable et stérilisable, s'adapte sur la partie 16 supérieure et filetée du réservoir. Il comporte deux parties: une partie, fixe après vissage, qui comporte * une valve de sécurité 17 * un évent 18 * un joint d'étanchéité et d'isolation thermique 19 formant siège de clapet autour de l'évent 17. * une cage annulaire 20, contenant quelques ressorts 21, sertis sur la base de la cage Le toit de cette cage est constitué dans sa partie interne, d'une bague annulaire amovible et vissée 22. une partie mobile, composée * d'une soupape d'étanchéité 23 * d'un cylindre 24 dont l'extrémité inférieure est une embase , reposant sur les ressorts 12 et retenue dans la cage par la bague 13 * d'un poussoir 26, solidaire de la soupape 23 et du cylindre 24 et maintenu dans cette position par des vis 27 Dans cette version, le bouchon vissant est maintenu en position fermée par les ressorts 21 et par la - pression qu'exerce l'azote gazeux sur la soupape d'étanchéité 23 - L'azote perle alors'en permanence. Lorsque l'on désire arrêter l'écoulement de l'azote liquide, la pression sur le toit 26 entraîne la libération de la phase gazeuse et donc, par la diminution de pression, l'arrêt de l'écoulement par l'embout applicateur 5. la figure 5 est une coupe longitudinale d'un embout applicateur dans une variante coudée,de l'embout vu dans la figure 2 a, qui permet le traitement de surfaces verticales. La figure 6 est une coupe longitudinale d'un embout applicateur indirect Dans cette variante, l'azote liquide s'écoule librement par l'orifice 33, il entre en contact avec une paroi métallique fine 34 (en aluminium par exemple), se vaporise à son contact puis est évacué par un conduit hélicoïdal 35, ménagé dans la paroi isolante externe 36,10 jusqu'à un évent 37. La figure 7 est une coupe longitudinale d'une variante de l'embout applicateur indirect, long et coudé, dans lequel l'azote liquide s'écoule librement par des orifices 38 de tailles croissantes de la partie proximale15 vers la partie distale, se vaporise au contact de la paroi métallique 39, puis est évacué par un conduit hélicoïdal 40, limité par la paroi métallique 39, jusqu'à un évent 41. Cet embout mesure 15 mm de diamètre à son extrémité proximale et 3 mm à son extrémité distale Cette structure permet d'envisager de longs embouts allant jusqu'à 500 mm. il REVENDICATIONS 1 Dispositif à main pour le traitement cryogénique d'un corps comportant un conteneur pour un fluide cryogénique et une extrémité d'application, caractérisé en ce que le conteneur est en forme de réservoir isotherme ( 1) comportant à l'une de ses extrémités une large ouverture de remplissage obturable par un bouchon ( 6 à 10) tandis que son autre extrémité est traversée par un canal capillaire ( 12) d'écou- 10 lement du liquide, cette autre extrémité étant équipée d'un embout d'application ( 5) adapté, le bouchon d'obturation du réservoir étant pourvu d'un évent (lia) d'échappement de la fraction vaporisée du liquide réfrigérant et comportant des moyens ( 10, l Oa) pour régler la section de cet évent. 2 Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'extrémité du réservoir ( 1) comportant le canal capillaire ( 12) est équipée de moyens pour recevoir un embout ( 5) d'application choisi parmi une pluralité d'embouts de formes et de tailles différentes. 3 Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que chaque embout ( 5) est traversé par un canal de sortie du liquide réfrigérant au travers d'un corps poreux ( 31) de rétention. 4 Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'embout ( 5) comporte une paroi externe ( 34,39) définissant au moins une zone d'application dont la face interne limite un canal de circulation ( 35, 40) du liquide réfrigérant provenant d'un conduit central dans l'embout et s'échappant sous forme gazeuse par un évent ( 37,41) de l'embout ménagé dans la paroi externe de ce dernier en dehors de la zone d'application ( 34,39-). Dispositif selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que le réservoir comporte une paroi externe ( 1) mince et une paroi interne ( 4) extractible épaisse dans laquelle est ménagé le conduit capillaire ( 12) de sortie du liquide réfrigérant. 6 Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la paroi externe ( 1) est à double enveloppe avec vide d'air à l'intérieur.5 7 Dispositif selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes caractérisé en ce que les moyens de réglage de la section de l'évent ( 18) prévu dans le bouchon sont normalement fermés et possèdent des organes ( 26) pour leur actionnement manuel à l'ouverture.10 8 Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que ces moyens sont constitués par un clapet ( 23) coopérant avec un siège ( 19) ménagé dans le bouchon et dont l'organe de manoeuvre est formé par un poussoir (( 26) situé au-delà du bouchon et solidaire du clapet par une tige de guidage. 9 Dispositif selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 5 caractérisé en ce que les moyens de réglage de la section de l'évent (lia) prévu dans le bouchon sont normale- ment ouverts et possèdent des organes ( 10, 10 a) de leur actionnement à la fermeture. Dispositif selon la revendication 9, caracté- risé en ce que le bouchon est en matière souple et élastique et comporte une paroi supérieure ( 10) formant volet d'obtura- tion de l'évent (lia) ménagé entre elle et une paroi périphé- rique ( 8) du bouchon, dette paroi supérieure étant surmontée d'un doigtier ( 10 a) pour le logement de l'extrémité de l'index de l'opérateur. 11 Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce que l'embout est coudé, la partie distale étant effilée en forme de pointe.