Brevet FR2712487A1 — publié le 19950524

La présente invention concerne un substitut au capiton plantaire humain, les procédés de mise en oeuvre de ce substitut ainsi que ses applications. Le capiton plantaire est un tissu cellulaire cutané situé à la plante des pieds, en regard des têtes métatarsiennes. D'une épaisseur moyenne de 11 mm - variable selon les individus - il est formé par la combinaison de tissus adipeux enserrés dans des tissus conjonctifs, lâches et denses, pour constituer une structure cellulo-adipeuse lobulée présentant l'aspect de losanges cloisonnés juxtaposés de type architecture en nid d'abeilles. Sa fonction est de réduire les contraintes mécaniques nées des efforts intenses provoqués par la marche. Aussi distingue-t-on classiquement les modes d'action du capiton plantaire qui élargit la surface de contact entre le sol et les structures osseuses du pied, absorbe les chocs de contact, transmet les pesées et les transforment en pression sensiblement égales en regard de têtes métatarsiennes. La structure cellulo-adipeuse se comporte comme autant de micro-amortisseur-repartiteur des efforts mécaniques. En fonction de l'âge des individus, les fibres élastiques du tissu conjonctif qui constituent la structure du cloisonnement se rompent, laissant échapper leur contenu graisseux. En se vidant de ses cellules adipeuses, le capiton plantaire perd ses propriétés mécaniques et ne peut plus remplir son rôle, provoquant, en dehors de tout autre cause, des douleurs dites métatarsalgies d'appui. Pour remédier à cette pathologie, qui intéresse une grande proportion de la population âgée de plus de 60 ans dont un pourcentage plus fort chez les femmes, l'on connaît quatre méthodes: - Les semelles orthopédiques visant à mieux répartir les efforts sur les appuis et à soulager les affections des tissus cutanés. - Les coussinets protecteurs en mousse ou en matériaux visco-élastiques. - Les pansements de protection classiques en feutrine, mousse, plus récemment ceux incluant des polymères. - Les solutions palliatives relevant de la fertile imagination des patients. Toutes ces méthodes demeurent imparfaites avec pour chacune des inconvénients plus spécifiques ainsi: - La semelle orthopédique est inesthétique en particulier dans une chaussure ouverte provoquant un rejet psychologique, elle est toujours encombrante et son prix de revient s'élève en fonction de son mode de fabrication et des matériaux employés. - Les coussinets protecteurs sont difficiles à mettre en place exactement au bon endroit, ils sont plus ou moins stables et offrent donc une protection aléatoire le plus souvent insuffisante. - Les pansements obligent à un renouvellement quotidien, résistent plus ou moins bien à l'eau du bain ou de la douche. Les podologues constatent que face à ces inconvénients leurs patients ont tendance à mal se soigner, ils subissent l'inconfort et ne viennent consulter que tardivement lorsque leur pathologie s'est aggravée. L'invention vise à pallier ces inconvénients en se proposant de remplacer le capiton plantaire altéré - certains auteurs qualifient ce phénomène de fonte du capiton plantaire - par un substitut externe, appliqué et maintenu sous le pied, présentant les mêmes caractéristiques physiques, mécaniques et plus généralement visco-élastiques que le capiton humain. I1 s'agit d'une réponse nouvelle, simple et pratique directement inspirée et dérivée de l'architecture de la structure cellulo-adipeuse originelle. DESCRIPTION L'invention est exposée en se référant aux 2 planches de dessins: Planche 1/2 : la figure 1 représente, vues en plan, l'armature du tissu tramé et une coulée de complexe. La figure 2 représente une vue en coupe de la figure 1. La figure 3 représente en coupe le procédé d'enduction du complexe sur une base de tissu. Planche 2/2 : La figure 4 représente l'empreinte physiologique du pied, vue de face inférieure et en coupe sagitale ainsi que des applications du substitut au capiton plantaire humain. La figure 5 représente le complexe amortisseur filaire. L'invention combine deux éléments crées à partir de matériaux, connus en eux-mêmes, agencés d'une manière telle que les effets et les modes d'action n' avaient pas été envisagés jusqu'à ce jour. D'une part, il s'agit de reproduire les caractéristiques micro-amortisseurs de cellules adipeuses du capiton humain en recherchant parmi les produits naturels ou de synthèse connus une combinaison et un dosage formant un complexe stable et homogène se comportant mécaniquement, sous les contraintes de compression et de tension, comme le capiton humain à savoir : 0.4 x 104 N/m2 pour la compression et de 0.4 à 1.5 x 104 N/m2 pour la torsion-cisaillement (mesure réalisée sur réhomètre INSTROM pour la compression et CARRI-MED à contrainte imposée pour la torsion cisaillement) La présente invention a pour objet un substitut du capiton plantaire humain caractérisé - en ce qu'il est constitué d'un complexe amortissant synthétique présentant un module de compression de 0.4 x N/m2 et un module de torsion de 0.4 à 1.5 x 10 4 N/m2 , obtenu par réticulation d'une composition silicone qui consiste en un mélange de a) de 18 à 22 parties en poids d'une composition silicone A à base de: environ 65% en poids d'une huile i - di(vinyl)polydiméthylsiloxane de viscosité dynamique à 25- C de l'ordre de 600 mPa.s, environ 5 % en poids d'une huileo(,w -di(hydrogéno) polydiméthylsiloxane de viscosité dynamique à 25e C de l'ordre de 8 mPa.s, environ 2 % en poids d'une huile ,w - di et environ 28 % en poids de silice traitée. b) et de 78 à 82 parties en poids d'une composition silicone B à base de .environ 65 % en poids d'une huile oc,w - di(vinyl) polydiméthylsiloxane de viscosité dynamique à 25- C de l'ordre de 2700 mPa.s, environ 35 % en poids d'une huile polydiméthylsiloxane de viscosité dynamique à 25 e C de l'ordre de 100 mPa.s, environ 0.001 % en poids (exprimé en Poids) de catalyseur d'hydrosilylation dérivé du Platine. et de charges pigmentaires et renforçantes diverses - et en ce que ledit complexe amortisseur est inclus dans la structure d'articles habillant ou chaussant le pied. La viscosité dynamique peut être mesurées à 25- C à l'aide d'un viscosimètre Brookfield selon la norme AFNOR NFT 76 102 de février 1972. Parmi les catalyseurs d'hydrosilylation au Platine, on peut citer l'acide chloroplatinique, les complexes du Platine avec des liquides organiques tels que les cétones, les vinylsiloxanes, etc... La silice présente dans la composition A est un silice de combustion ou de précipitation traitée en surface par des composés siliciques habituellement utilisés à cet usage (organochlorosilanes, organopolysiloxanes, organopolysilazanes... mentionnés dans FR-A-1 126 884, FR-A-1 136 885, FR-A-1 236 505,GB-A-1 024 234). Parmi les charges pigmentaires et renforçantes diverses entrant dans la composition B on peut citer le quartz broyé, les silices de diatomées, le carbonate de calcium, l'argile calciné, l'oxyde de titane de type rutile, les oxydes de fer, de zinc, de chrome, de zirconium, de magnésium, les différentes formes d'alumine, le nitrite de bore, le lithopone, le métaborate de baryum, de surface spécifique généralement inférieure à 30 m2/g; celles-ci peuvent être présentes à raison de 7 à 9 parties en poids pour 100 parties en poids de composition. L'opération de réticulation peut être réalisée à une température de l'ordre de 20 à 30 "C. Les caractéristiques mécaniques obtenues après polymérisation sont: compression 1.5 x 104 N/m2 torsion 0.7 x 104 N/m2 Dans d'autres modes de réalisation, il est envisagé de recourir à des produits naturels, huiles par exemple, ou de synthèse, polymères par exemple, seuls ou en combinaison, dès lors que la stabilité et les caractéristiques mécaniques du complexe obtenu répondront aux qualités requises. D'autre part, il est nécessaire de constituer un réseau analogue aux tissus conjonctifs du capiton plantaire humain au sein duquel sera inclus, par divers procédés, un volume suffisant de complexe amortisseur et de l'y maintenir en dépit des contraintes exercées. Il faut noter que les caractéristiques initiales du seul complexe sont modifiées par les matériaux utilisés pour la réalisation du réseau analogue aux tissus conjonctifs. En conséquence, la composition du complexe sera adaptée aux divers types de réseaux pour obtenir des résultats homogènes indépendants de la structure du réseau. Quatre procédés sont mis en oeuvre pour remplir la fonction dévolue aux tissus conjonctifs: armature de tissu maillé et armature de matériau non tissé, inclusion de fibres longues, coulage sur une face de tissu de maintien, un quatrième procédé combine inclusion de fibres et coulage sur tissu. l) Armature de tissu maillé : le procédé consiste à disposer et à maintenir à mi-épaisseur du complexe une armature en tissu maillé (1) présentant les caractéristiques suivantes: tissu 100 % polyester haute ténacité, poids compris entre 25 et 75 g au m2, maille hexagonale de 7 mm de hauteur, 6 de largeur, côtés de 3 et 4 mm, maille losangée, côtés de 5 mm dite maille ronde, dans les deux versions 2 mailles par centimètres de tissu. Cette armature, enserrée dans la masse plastique du complexe (2) pendant la polymérisation, déborde suffisamment pour constituer une liaison potentielle avec un autre support, par exemple tissu d'effet d'habillement ou matériau tel que coolmax (marque déposée). 2) Armature de matériau non tissé : le procédé, semblable au précédent dans son principe, consiste à disposer, également à mi-épaisseur du complexe une armature en matériau non-tissé présentant les caractéristiques suivantes: tissu 100 % polyester, structure thermoliée, 60 g par m2 avec tolérance de 5 % épaisseur variable par exemple pour le protège bas, l'épaisseur est comprise entre 0.2 et 0.3 cm. Le large débord est également destiné à une liaison avec un autre support. Ces deux procédés débouchent sur des applications utilisant le rôle d'amortisseur du produit orientant plus particulièrement son usage à des protections amortissant les chocs sans appui permanent. 3o) Inclusion de fibres longues. Le procédé consiste à incorporer au complexe, au moment de sa préparation, des fibres présentant les caractéristiques suivantes: en polyamide le diamètre est compris entre 1.7 et 22 décitex, en polyester entre 1.5 et 14 décitex, les fibres sont rectilignes, leur longueur comprise entre 1 et 6 mm, la résistance à la ténacité est comprise entre 20 et 40 centiNewton par tex, l'allongement à la rupture est égal à 15 à 20 %. Le pourcentage de fibres est égale au poids de silicones entrant dans le mélange dont les proportions ont déjà été précisées. Il s'agit d'un procédé d'armature discontinue par rapport aux deux précédents qui, plus intimement associé au complexe privilégie les performances d'amortissement sous compression permanente du fait de la diminution des contraintes de cisaillement engendrées par les armatures des deux précédents procédés. Il débouche donc sur des applications nécessitant une bonne cohésion sous compression permanente et s'adresse notamment aux coussinets protecteurs sous les orteils, semelles moulées amovibles aux semelles incluses à la fabrication de chaussures, aux chaussures de sports - appuis sous les talons , aux sous-bas. 4") Coulage sur la face d'un tissu. Le procédé consiste à appliquer par enduction une épaisseur variable, 2 à 3 mm; le complexe amortisseur non armé directement sur un tissu (3) préalablement dégraissé. Le complexe est collé au moyen d'un produit type caoutchouc autovulcanisant à froid (dans un mode de réalisation préférentiel, Rhodorsil CAF 4, marque déposée) sous forme d'un cordon périphérique continu, biseauté ( 4 ) et recouvert d'un tissu protecteur de maintien ( 5 ) collé par points et cousu en continu afin de solidariser le tissu protecteur, le cordon biseauté et le tissu de base. Ce procédé permet de conserver intégralement les caractéristiques mécaniques du complexe amortisseur qui ne sont pas modifiées par une armature ni par le collage périphérique. Les applications débouchent sur l'amélioration d'articles chaussants, de bas, de chaussettes, de protège-bas et protège chaussettes, pour leur procurer soit une fonction d'amortisseur de chocs, soit une fonction de répartition de pressions permanentes. Le mode d'action de ce substitut est directement dérivé du capiton humain. Partant de l'observation selon laquelle l'épaisseur du capiton correspond à l'empreinte physiologique d'un individu ( 6 ), l'invention consiste à interposer entre la plante du pied et la surface de contact une épaisseur de substitut ( 7 ) telle que les têtes métatarsiennes noyées dans la structure visco-élastique du complexe amortisseur puissent décharger la part du poids du corps qui leur incombent, en diffusant et en répartissant les appuis selon autant de cônes de décharge dont la large base augmente la surface de contact, diminuant donc la pression unitaire. Si la nature a modulé l'épaisseur du capiton humain - mince au niveau de l'arc interne , épais au droit des appuis - l'invention pour des impératifs de simplicité et de coût, se propose, dans un mode de réalisation préférentiel d'offrir une épaisseur uniforme de 2 mm. L'adaptation aux contraintes mécaniques spécifiques des individus selon leurs poids conduit à 3 modules standardisés ambidextres, offrant des surfaces d'appui correspondant aux pointures 35 à 37, 38 à 40 , 41 et au dessus D'autres modules présentant une épaisseur de 1 mm sont adaptés soit à la protection des orteils ( 8 ) soit à des applications latérales ( 9 ) avec une modulation des surfaces par plages de pointures comme décrit ci-dessus. S'agissant des chaussures de sport, le but est d'accompagner le déroulement du pas (marche ou course): attaque du talon , bord extrême du pied, sole plantaire , gros orteil , en incluant directement dans la semelle intermédiaire anatomique, au droit des appuis successivement sollicités, une épaisseur d'environ 11 mm de substitut au capiton plantaire humain qui vient doubler l'épaisseur du capiton actuel. Pour améliorer des chaussures existantes, il est également prévu d'utiliser le substitut au capiton plantaire humain comme amortisseur anatomique inclus dans une semelle interne amovible, intégrale ou partielle, preformée ou plane, d'une épaisseur d'environ 3 mm, et de protéger toutes les zones à contraintes par des modules décrits précédemment, inclus ou rapportés. Dans un autre mode de réalisation, le complexe amortisseur peut être: Enserré par procédés connus dans la partie centrale d'un cordon de brins tressés ( 10 ) dont il constitue le noyau ( 11) pour former un complexe amortisseur filaire (12), matériau de base d'un autre substitut au capiton plantaire humain obtenu par tissage, tricotage, non-tissage du complexe filaire. Le substitut au capiton, obtenu par l'un quelconque des procédés décrits, peut être utilisés dans sa fonction amortisseur, pour protéger des chocs d'autres parties du corps humain, soit à l'occasion de la pratique de sports plus ou moins violents, soit chez des patients à risque, à protéger des hyperpressions notamment en diabétologie, phlébologien angiologie. Une variante aux procédés décrits consiste à diminuer la densité du complexe amortisseur par l'addition de micro billes de verre ou de micro ballons pour répondre à des utilisations particulières, notamment sportives, dans lesquelles il convient de diminuer le poids des articles. L'application industrielle du substitut au capiton plantaire est attestée par les courbes démographiques qui montrent que pour les seules applications dans le domaine de la podologie, la population des 40/75 ans, une grande proportion est potentiellement concernée par la pathologie dite de fonte du capiton plantaire. REVENDICATIONS 1) Substitut au capiton plantaire humain caractérisé en ce qu'il est constitué d'un complexe amortisseur synthétique, obtenu de préférence par réticulation d'une composition silicone qui consiste en un mélange de a) 18 à 22 parties en poids d'une composition silicone A à base de environ 65 % en poids d'une huile 4 , CJ - di(vinyl) polydiméthylsiloxane de viscosité dynamique à 25 C de l'ordre de 600 mPa.s, environ 5 X en poids d'une huile dw di(hydrogéno) polydi méthylsiloxane de viscosité dynamique à 25 ' C de l'ordre de 8 mPa.s, environ 2 % en poids d'une huile X L3 di(hydrogéno)polymé- thylhydrogénosiloxane contenant environ 0,17 % en poids d'atomes d'hydrogéne liés au silicium dans la chaîne, huile de viscosité dynamique à 25 C de l'ordre de 300 mPa.s, et environ 28 % en poids de silice traitée, et b) 78 à 82 parties en poids d'une composition silicone B à base de .environ 65 X en poids d'une huile i, di(vinyl)polydiméthylsiloxane de viscosité dynamique à 25 C de l'ordre de 2700 mPa.s, environ 35 % en poids d'une huile polydiméthylsiloxane de viscosité dynamique à 25 " C de l'ordre de 100 mPa.s, environ 0,001 % en poids de catalyseur d'hydrosilylation dérivé du Platine et c) charges pigmentaires et renforçantes diverses; le complexe pouvant être renforcé avant réticulation, soit par un système d'armature souple en tissu maillé ou en matériau thermolié, soit par inclusion de fibres longues directement dans le mélange, en vue d'obtenir un médiateur absorbant, amortissant et répartissant les pressions engendrées par les déplacements, entrant dans le traitement d'affections relevant de l'exercice de la podologie. 2) Substitut au capiton plantaire humain selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'armature du complexe amortisseur synthétique est réalisée au moyen d'un tissu maillé ou d'un matériau thermolié maintenu à mi-épaisseur du complexe pendant la réticulation à chaud et débordant pour constituer une liaison avec un autre support. 3) Substitut au capiton plantaire humain selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'armature du complexe amortisseur synthétique est réalisée au moyen de fibres coupées, dans une proportion égale au poids de silicones entrant dans la composition du mélange réticulé à chaud. 4) Substitut au capiton plantaire humain selon la revendication 1, caractérisé en ce que le complexe amortisseur synthétique, est appliqué directement sur la face d'un tissu support, par enduction, collé à la périphérie au moyen d'un cordon biseauté de caoutchouc autovulcanisant à froid, protégé par un tissu de maintien collé par points et cousu sur le cordon biseauté. 5) Substitut au capiton plantaire humain, selon la revendication 1, caractérisé en ce que le complexe amortisseur est inclus dans la partie centrale d'un cordon de brins tressés dont il constitue le noyau pour former un matériau amortisseur filaire à mettre en oeuvre par tissage,tricotage ou thermoliage. 6) Application du substitut au capiton plantaire humain, selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, à la fabrication d'articles chaussant ou habillant le pied. 7) Application du substitut au capiton plantaire humain, selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, à la fabrication d'articles interposés entre tout ou partie du pied et un article le recouvrant ou le protégeant.