Brevet FR2714969A1 — publié le 19950713

Dispositif pour mesurer la vitesse de sédinentation des suspensions liquides Divers dispositifs sont connus pour mesurer la vitesse de sédimentation des suspensions liquides en général, et en particulier pour mesurer en laboratoire d'analyse médicale, la vitesse de sédimentation du sang mis en une colonne verticale contenue dans un tube.(facteur KARTZ) Dans le cas particulier du sang qui est une suspension vivante, il est mélangé dès son prélèvement à un anticoagulant, notamment du citrate de sodium dans la proportion l vol. de citrate de sodium pour 4 vol. de sang. Le principe de ces dispositifs consiste à introduire la suspension liquide dans un tube calibré transparent, gradué ou non gradué -selon le mode de lecture-, en verre ou en plastique > de le placer en position verticale sur un portoir stable et de lire au bout de la première heure et au bout de la deuxième heure, le niveau des sédiments dans la colonne. Les divers dispositifs connus à ce jour peuvent se regrouper en 2 grandes catégories - les tubes sous vides - les tubes contenant de l'air à la pression atmosphérique Les tubes sous vide dont le plus ancien est connu sous le nom de vacutainer contiennent 1 vol. de citrate de sodium et 4 vol. de vide. Ils sont fermés par un bouchon en plastique consistant et élastique. Le sang est prélevé de la veine du patient, directement dans ce tube grace à un système de double aiguille de prélèvement possédant à son entrée une aiguille à piquer dans la veine et à sa sortie, une autre aiguille à piquer dans le tube sous vide par le bouchon. La veine et le tube étant ainsi mis en communication, la dépression existant à l'intérieur de ce dernier, aspire le sang. Le tube se remplit de sang. Une tulipe fixée sur le corps de l'aiguille de sortie permet de la positionner dans l'axe du tube. Afin d'éviter que des gouttes de sang tombent lors du retrait de l'aiguille de sortie du tube à la fin du prélèvement. Cette aiguille dite de sortie, est recouverte d'un manchon en plastique qui se laisse comprimer contre le bouchon lorsque l'aiguille est enfoncée dans le tube. Ce manchon a la propriété de se détendre très rapidement pendant le mouvement de retrait de l'aiguille afin de la recouvrir instantanément. Le tube est ensuite secoué et porté directement sur un portoir pour être lu. Ces tubes ne sont généralement pas gradués. L'apex de la colonne de sang est considéré comme le niveau zéro. Ces systèmes présentent l'avantage d'éviter tout contact de l'opérateur avec le sang, évitant par ce fait d'éventuel contamination par les virus qui se transmettent par la voie sanguine. Mais ils présentent l'inconvénient de nécessiter un tube de fort diamètre pour obtenir que le sang et le citrate se mélangent homogènement in situs. Le volume de sang nécessaire est par conséquent très important ; de l'ordre de 5 ml. Ceci est gênant dans les cas où il conviendrait de limiter le prélèvement de sang, notamment en pédiatrie. Dans la deuxième catégorie de tubes dits tubes à la pression atmosphérique, il s'agit d'aspirer du sang préalablement mélangé au citrate de sodium à partir d'un tube de prélèvement classique ou à partir d'un tube de test spécial qui leur est propre, en nécessitant dans ce dernier cas de transvaser le sang du dispositif de prélèvement dans le tube test spécial. La méthode westergreen décrite dans les brevets USA n" 3.373.601, britannique n" 2.048836 et italien n" 721410 est constituée d'un tube en verre ou en plastique équipé au repère zéro d'un insert de coton pressé, devant servir à arrêter le sang et à marquer l'apex de sa colonne. L'aspiration du sang se fait par l'extrémité supérieure du tube en aspirant par la bouche ou en pompant avec une poire d'aspiration. L'opérateur doit faire attention d'arrêter l'aspiration lorsque le sang arrive juste au repère en coton sinon le sang traverse le coton et remonte vers l'opérateur ou dans le dispositif de pompage. L'insert de coton est parfois peu compact ou mal inséré. Dans ces aspirerait le sang dans la pipette par l'extrémité inférieure. La création et le maintien de la dépression nécessite que soit réalisée une étanchéité de la chambre par rapport à l'air ambiant tout en ayant un coulissage suffisant du piston afin d'otenir une manipulation aisée. Ces deux conditions contradictoires ne sont pas toujours faciles à réaliser à la fois par des pièces en plastique moulées en série. Notre dispositif qui se classe dans la catégorie des tubes dits à la pression atmosphérique intègre les avantages des systèmes précédents et a pour objectif de remédier à leurs inconvénients dont le plus important est d'éviter le contact avec le liquide et dans le cas particulier du sang éviter son corrolaire de contamination par certains types de virus qu'il peut porter tout en étant un appareil simple, pratique, précis et fiable. Notre dispositif est adapté pour tout type de suspension liquide en général et en particulier pour le sang qui est la suspension vivante la plus couramment testée. Les dessins annexés illustrent l'invention - la Figure 1 représente en coupe longitudinale un tube de prélèvement associé au dispositif selon l'invention - la Figure 2 représente au fort grossissement la tige et une coupe longitudinale du tube avant l'aspiration du sang - la Figure 3 représente au fort grossissement le moignon et la coupe longitudinale partielle du tube après la mise à zéro automatique Ce dispositif se distingue par sa simplicité. En effet, il n'est constitué que de 2 pièces, un tube calibré à l'intérieur duquel coulisse une tige d'aspiration. En référence aux dessins il comporte - Le tube calibré Fig 2 dénommé pipette, ayant une extrémité (3) chanfreinée et l'autre extrémité à diamètre intérieur rétréci par une butée concentrique (4) - La tige d'aspiration Fig 3 portant un ménisque (7) à l'une de ses extrémités et un manche (8) à l'autre extrémité. Elle est disposée à l'intérieur du tube dont elle fait toute la longueur. repère, le sang se déverse dans le système de trop plein. Inconvénients : Le système nécessite de transvaser le sang du tube de prélèvement dans le test tube spécial dont les dimensions sont adaptées à la pipette. Si le niveau du sang dans le test-tube est au-dessus de repère, une certaine quantité de sang est tenue à l'extérieur entre la pipette et l'évasement supérieur du tube-test. Elle peut être amenée à se répandre à la faveur de la moindre maladresse, au cours de l'exercice d'enfonçage de la pipette dans le test tube chacun des deux éléments étant tenu dans une main différente. Les deux remarques ci-dessus constituent pour le manipulateur, des occasions sérieuses d'être en contact avec le sang. Il existe aussi le système sarstedt. Tout en n'ayant pas de trop plein, il se compose d'un tube calibré et d'un test tube doté d'un repère de niveau maxima de remplissage. Le tube calibré porte, dans une rainure annulaire, un manchon en cône tronqué, en mouvement de rotation libre autour de la pipette. En la vissant dans le tube de test on bouche ce dernier. En même temps la pipette descend progressivement dans le sang qui est contraint de monter en colonne jusqu'au repère zéro. A l'inverse en dévissant le manchon on remonte la pipette qui libère un volume que la colonne de sang descend pour occuper. On ajuste ainsi l'apex de la colonne sur le repère zéro. - L'ajustage étant facilité par le vissage et le dévissage, la mise au point l'est d'autant et l'inexistance de trop plein n'est pas un défaut. - Il est nécessaire d'avoir des tubes test spéciaux et de transvaser le sang. Un autre système décrit par STA.TE srl dans le -brevet italien n0 188606- comprend un tube de prélèvement classique, un tube calibré (pipette) gradué portant un groupe aspirant fixé à son extrémité supérieure. Ce groupe aspirant de type cylindre-mobile est constitué de deux cylindres dont l'un joue le rôle de piston. Ils définissent entre eux une chambre mise en communication avec l'extrémité de la pipette. En faisant coulisser le piston on agrandit le volume de la chambre et on crée une dépression qui cas, l'air atmosphérique peut s'infiltrer entre l'insert de coton et l'apex de la colonne de sang en provoquant leur décollement et le tube se vide au cours de la mesure nécessitant de recommencer la manipulation. Une amélioration de ce système est représente par la pipette en verre à billes. Elle est composée d'un tube en verre et de deux billes en verre logées dans la chambre constituée par un double étranglement vers la partie supérieure du tube calibré. Les billes en verre ont un diamètre supérieur au diamètre du tube aux points d'étranglement. Le repère du sommet de la colonne est sous l'étranglement le plus bas. Les deux billes jouent le rôle de double clapets anti-retour. Lorsque la colonne de sang aspirée par une poire atteint le repère, l'opérateur sent une résistance et entend un signal sonore : s'il insiste le sang monte dans la chambre où il y a les billes et sa montée sera stoppée là par la bille supérieure qui se plaque contre l'étranglement supérieur. Il est impossible de monter le sang au-dessus de l'étranglement supérieur. Le sang rentré dans la chambre à billes est piégé par les 2 billes, l'une calée contre l'étranglement supérieur et l'autre contre l'étranglement inférieur. Grâce à quoi, la colonne de sang ne pourra pas se décoller de la bille inférieure. Ce système est fiable. Ses seuls inconvénient sont qu'il nécessite l'emploi d'une poire d'aspiration et n'existe qu'en verre. Un autre système décrit dans le brevet européen EP.O 108724 A2 par LP Italiana spa, comporte un test tube spécial possédant un repère et un tube calibré gradué (pipette) muni d'un système de trop plein fixé à l'extrémité supérieure de la pipette. Le diamètre extérieur de la pipette est légèrement supérieur au diamètre intérieur du test-tube contenant le mélange de sang et de citrate de sodium. L'extrémité inférieure de la pipette étant taillé en biseau, on arrive à l'enfoncer la pipette dans le testtube en formant. Le contact entre ces deux éléments étant étanche, le sang contenu dans le test-tube jusqu'au repère, est conduit à monter dans la pipette jusqu'au repère zéro lorsque l'opérateur enfonce la pipette dans le test tube. Au delà de ce Le ménisque (7) d'un diamètre légèrement supérieur au diamètre inférieur du tube calibré est disposé à l'entrée (3) et le manche (8)ressort par l'orifice concentrique (6) de la butée (4).La tige porte en partant du ménisque (7) > trois éléments annulaires : une cloison (9), une cale (10) et un étranglement (11) qui constitue un point de faible résistance mécanique. - A partir d'un tube à hémolyse classique (16) contenant une préparation de sang, le principe consiste à aspirer une colonne de sang (12) grâce à un deplacement du ménisque (7) en tirant sur le manche (8) de la tige d'aspiration(2) que l'on fait glisser jusqu'à amener la cale (10) contre la butée (4) du tube (1). Dès lors, tout effort de traction supplémentaire sur le manche (8) provoque une rupture de la tige (1) au point d'étranglement (11) le manche (8) se détache ne laissant en place qu'un moignon (13). La rupture de la tige (8) confirme que la cale (10) est en butée. Dans cette position, le ménisque (7) ainsi que l'apex de la colonne de la suspension (12) se positionnent automatiquement en face de la graduation zéro (14) du tube (1). Aucun ajustement n'est nécessaire. Les divers éléments du dispositif doivent remplir certaines conditions pour obtenir un fonctionnement correct. Le tube (1) en plastique rigide transparent doit avoir un alésage intérieur parfait, sans rainure et subir un traitement anti électricité statique. Il a, à son extrémité (3), un chanfreinage (5) dimensionnée en diamètre et en pente adéquats pour loger exactement le ménisque (7) afin qu'il ne deborde point au-delà de l'extrémité (3) du tube. L'orifice (6) doit avoir un diamètre infailliblement compris entre celui du manche (8) et celui de la cale (10). Le tube (1) peut être non gradué pour être lu par les automates, ou gradué pour être lu visuellement. Dans ce dernier cas la graduation est de préférence blanche et le zéro (14) est positionné de sorte à être en face du ménisque (7) lorsque la cale (10) est amenée en butée. Sur la tige (2) la cloison (9)est épaisse et a un diamètre légèrement supérieur au diamètre intérieur du tube (1). Il est donc diamétralement compressé ce qui le rigidifie et le plaque contre la paroi du tube (1) délimitant ainsi avec le ménisque une chambre étanche (15). Lorsque l'opérateur tire sur le manche (8) la cloison (9) étant assez épaisse, coulisse sans se plier vers l'avant tout en maintenant l'étanchéité. Quant au ménisque (7) de diamètre plus important, il a sa concavité tournée vers la suspension liquide en avant et sa bordure mince ploie vers l'avant en provoquant une augmentation du volume de la chambre étanche (15) dans laquelle l'air se détend. La dépression ainsi créée aspire par réaction le bord du ménisque (7) et le plaque davantage contre la paroi du tube (1). L'infiltration de l'air atmosphérique entre le ménisque (7) et la colonne de suspension (12) étant ainsi doublement empêchée, cette dernière ne pourra point se décoller du ménisque et s'écrouler. Le ménisque (7) ne doit avoir aucun plan joint sur sa face qui plaque contre la paroi du tube (1). L'étranglement (11) doit se rompre nettement. Sans être limitant il s'avère que la rupture se réalise d'autant mieux que les deux parois soient en pente dissymétrique. On a la configuration la plus efficace lorsque l'une des parois est perpendiculaire à l'axe de la tige (2) et l'autre oblique. Cette dissymétrie abaisse la résistance par élasticité du matériau en ce point. Elle favorise une rupture nette et facile conférant au dispositif une utilisation commode d'une part, et sécurisante d'autre part. En effet on évite ainsi la mise en oeuvre d'une force de traction excessive pouvant générer des secousses qui renversent parfois le tube à hémolyse (16) avec le sang qui se répand. Le manche (8) déborde du tube (1) d'une longueur équivalente à l'épaisseur de l'index de la main afin de pouvoir être pincé et tiré facilement sans risquer de glisser entre le pouce et l'index placés en position horizontale. REVENDICATIONS 1) Dispositif pour mesurer la vitesse de sédimentation des suspensions liquides en général et du sang en particulier caractérisé en ce qu'il comporte un tube calibré rigide et transparent (1) à l'intérieur duquel coulisse une tige d'aspiration souple (2) pouvant ainsi faire monter dans le tube calibré, une colonne de suspension liquide aspirée d'un contenant 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le tube calibré non gradué ou gradué, transparent et rigide (1) a un bout (3) chanfreiné à l'intérieur et le diamètre intérieur rétréci (6) à l'autre bout par une butée concentrique (4). 3) Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisé en ce que la tige d'aspiration (2) comporte -en allant d'un bout à l'autre- un ménisque (7), une cloison (9), une cale (10), un étranglement (11) constituant un point de moindre résistance et de rupture, et un manche (8) qui déborde par la lumière (6) la butée (4). 4) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes en ce que lorsque la cale (10) est amenée en butée contre le rétrécissement (4), le ménisque se trouve automatiquement'en face de la graduation zéro (14). 5) Dispositif selon la revendication 3 et la revendication 4 en ce que lorsque la cale (10) est amenée en butée, tout effort de traction supplémentaire sur le manche (8) provoque la rupture de la tige (2) au point d'étranglement (11). La rupture devient donc la preuve que la cale (10) est en butée et, par conséquent, assure que le ménisque et l'apex de la suspension liquide sont automatiquement sur le repère zéro. Aucun ajustement n'est nécessaire. 6) Dispositif selon la revendication 5 en ce que la dissymétrie des 2 parois de l'étranglement (11) rend la rupture nette. 7) Dispositif selon la revendication 1 et la revendication 3 en ce que la cloison (9) travaillant par compression diamétrale plaque contre la paroi du tube (1) et qu'elle détermine une chambre étanche de décompression d'air (15) avec la paroi du tube (1) et le ménisque (7) dans le but d'aspirer par réaction le bord du ménisque (7) et de mieux le plaquer contre la paroi du tube (1) pour éviter une infiltration d'air et par conséquent un éventuel décollement de la colonne de suspension (12) du ménisque (7) 8) Dispositif selon la revendication 1 et 3 en ce que le manche (8) déborde du tube (1) d'une longueur suffisante non limitative d'environ 18 mm correspondant à l'épaisseur moyenne de l'index de la main de I'opérateur, permettant une meilleure prise entre le pouce et l'index évitant ainsi que les doigts glissent pendant la traction. 9) Dispositif selon les revendications 4, 5, 6, 7 et 8 en ce qu'il évite tout contact avec le liquide ; il est particulièrement adapté à l'analyse de la vitesse de sédimentation du sang permettant d'éviter tout risque de contanination par contact, par certains types de virus qu'il peut porter.