Brevet FR2780289A1 — publié le 19991231

i La présente invention concerne d'une manière générale des aiguilles hypodermiques et plus particulièrement des aiguilles hypodermiques lubrifiées et un procédé pour appliquer le revêtement lubrifiant sur celles-ci. Les aiguilles hypodermiques sont largement utilisées pour administrer et retirer des fluides dans la pratique médicale. Telles qu'elles étaient utilisées à l'origine, les aiguilles hypodermiques étaient utilisées plusieurs10 fois, les aiguilles étant stérilisées entre deux utilisations. Le médecin devait affûter les aiguilles lorsqu'elles s'émoussaient, et ensuite les stériliser avant toute utilisation ultérieure. Puisque les aiguilles étaient réutilisées, et devaient être souvent de nouveau affûtées, la présence ou l'absence de toute lubrification sur la surface extérieure de l'aiguille n'avait que peu d'effet sur la force de pénétration ou la douleur ressentie par le patient dans le corps duquel on enfonçait l'aiguille. Avec le développement d'aiguilles jetables fabriquées dans le commerce qui présentent toujours une pointe bien affûtée, il a été reconnu que la lubrification de l'aiguille réduisait sensiblement la douleur ressentie par le patient lorsqu'on le piquait avec une aiguille. Une convention est suivie dans cet exposé, selon laquelle la partie d'un dispositif tournée vers le praticien est désignée comme étant "proximale" et la partie du dispositif tournée vers le patient est désignée comme étant "distale". La pénétration d'une aiguille hypodermique dans un tissu implique un enchaînement d'événements qui sont collectivement ressentis par le patient comme le fait que la pénétration de l'aiguille a entrainé ou non une douleur. La pointe distale de l'aiguille touche d'abord la surface de la peau, l'étire, puis la pointe coupe la surface et commence à pénétrer dans le tissu. Lorsque le fût de l'aiguille traverse la coupure initiale puis le tissu, il se produit un frottement par glissement du tissu contre la surface de l'aiguille. Pour les aiguilles hypodermiques, lorsque les forces pour effectuer une pénétration de l'aiguille hypodermique sont mesurées, la force mesurée avant que la pointe de l'aiguille ne coupe le tissu est appelée "force de pénétration maximale", également appelée "F2" et la force requise pour poursuivre la pénétration dans le tissu est appelée "force de résistance" ou "F4". Une composante principale de la force de résistance est le frottement par glissement du tissu contre la surface du fût de l'aiguille. Lorsqu'une pénétration sous-cutanée ou intramusculaire est réalisée avec une aiguille hypodermique, la profondeur de pénétration est globalement comprise entre 0,5 cm enviroh et 2,5 cm environ dans les tissus du patient. Par conséquent, le praticien ne perçoit généralement pas les différences dans la pénétration des couches par la pointe de l'aiguille. De plus, la plupart des pénétrations hypodermiques sous-cutanées et intramusculaires sont réalisées à une vitesse relativement élevée (20 cm à 25 cm par seconde) et utilisent toute la longueur de l'aiguille. La vitesse rapide de pénétration réduit davantage toute perception des couches. L'utilisation de lubrifiant sur la surface des aiguilles hypodermiques, combinée à des aiguilles très bien affûtées réduit aussi considérablement à la fois la force de pénétration maximale et la force de résistance. Lorsque les réductions par lubrification de la force de pénétration maximale et de la force de résistance de l'aiguille sont couplées à la courte durée qui est la conséquence de la vitesse de pénétration élevée, la perception chez un patient de la douleur de la pénétration est généralement considérablement réduite. Par conséquent, presque toutes les aiguilles jetables stériles à usage unique sont fournies avec un lubrifiant déjà appliqué sur presque toute la surface extérieure de l'aiguille. Une aiguille hypodermique lubrifiée de l'invention comprend un tube allongé avec une surface extérieure, une extrémité proximale, une extrémité distale et un alésage ouvert qui les traverse. L'aiguille présente une garde fixée à l'extrémité proximale de l'aiguille qui est utilisée pour fixer l'aiguille à un dispositif de manipulation de fluide. L'invention comprend un revêtement lubrifiant appliqué et collé sur la surface extérieure du tube. Le revêtement lubrifiant présente une première couche formée à partir d'un copolymère d'organosiloxane au15 moins en partie durci et d'un polydiméthylsiloxane ayant une viscosité supérieure à 10-4 m2/s (100 centistokes) environ. Le revêtement lubrifiant présente une seconde couche, appliquée comme opération secondaire sur la première couche, qui comprend un polydiméthylsiloxane ayant une viscosité comprise entre 0,5.10-4m2/s (50 centistokes) environ et 3,5.10-4 m2/s (350 centistokes) environ. L'aiguille lubrifiée de l'invention avec la seconde couche qui comprend un polydiméthylsiloxane à faible viscosité procure aux patients recevant ces aiguilles une douleur moins perceptible que celle ressentie avec les aiguilles disponibles dans le commerce actuellement. L'application d'une seconde couche sur la première couche au moins en partie durcie est un procédé de fabrication relativement simple qui offre une amélioration statistiquement importante par rapport aux produits actuellement disponibles. La figure la est une vue en perspective de l'aiguille hypodermique de l'invention; la figure lb est une vue en coupe transversale schématique de l'invention de la figure la, prise le long de la ligne lb-lb; la figure 2 est une représentation graphique de la force de pénétration mesurée lors de la pénétration d'une aiguille hypodermique dans un bouchon en caoutchouc pour flacon; la figure 3 est une comparaison graphique des forces de pénétration maximales déterminées pour une série d'aiguilles hypodermiques introduites dans un bouchon en caoutchouc pour flacon; et la figure 4 est une comparaison graphique des forces de résistance déterminées pour une série d'aiguilles hypodermiques introduites dans un bouchon en caoutchouc pour flacon. Tandis que cette invention est satisfaite par des modes de réalisation se présentant sous de nombreuses formes différentes, il est décrit dans les exemples et il est décrit en détail dans la présente un mode de réalisation préféré de l'invention, en comprenant que le présent exposé doit être considéré comme étant un exemple des principes de l'invention et n'est pas considéré comme limitant l'invention aux modes de réalisation donnés à titre d'exemples. La portée de l'invention est mesurée par les revendications jointes et leurs équivalents. Une convention suivie dans cet exposé décrit comme "distale" la partie de l'aiguille tournée vers le patient et éloignée du praticien, et comme "proximale" la partie de l'aiguille tournée vers le praticien et éloignée du patient. En se référant aux figures la et lb, une aiguille hypodermique lubrifiée 10 de l'invention comprend un tube allongé 12 avec une surface extérieure 14, une extrémité proximale 16, une extrémité distale 18 et un alésage ouvert 20 les traversant. L'aiguille 10 présente une garde 22 fixée à l'extrémité proximale 16 de l'aiguille qui est utilisée pour fixer l'aiguille 10 à un dispositif de manipulation de fluide. L'invention comprend un revêtement lubrifiant 24 appliqué et collé sur la surface extérieure 14 du tube. Le revêtement lubrifiant 24 présente une première couche 26 formée à partir d'un copolymère d'organosiloxane au moins en partie durci et d'un polydiméthylsiloxane ayant une viscosité supérieure à '3m2/s(1000 centistokes) environ. Le revêtement lubrifiant présente une seconde couche 28, appliquée comme opération secondaire sur la première couche 26, qui comprend un polydiméthylsiloxane ayant une viscosité comprise entre 0,5.10-4m2/s (50 centistokes) environ et 3,5.10-4m2/s (350 centistokes) environ. De préférence, l'extrémité distale 18 est formée en une pointe effilée. En variante à la garde 22 qui est fixée solidement à l'aiguille 10, l'aiguille de l'invention peut être fixée solidement à un dispositif de manipulation de fluide, tel qu'une seringue. De plus, les aiguilles lubrifiées de l'invention sont également utiles pour réaliser des prises de sang. Les aiguilles de l'invention peuvent être avantageusement incorporées dans des dispositifs pour des applications de ce type ou d'autres et être prises en compte dans la portée de l'invention. Un procédé préféré pour lubrifier une aiguille 10 de l'invention comprend la préparation d'un mélange de revêtement durcissable comprenant environ 4 parties d'un mélange de diméthylcyclosiloxane {50 % de solides (p/p)} et d'un polymère de silicone diméthoxysilyl- diméthylaminopropyle dans un mélange d'essences minérales et d'alcool isopropylique (disponibles auprès de Dow- Corning, Midland, MI, sous le nom de fluide MDX 4-4159), et environ 2 parties de polydiméthylsiloxane (ayant une viscosité de 125.10-4 m2/s (12500 centistokes), disponible sous le nom DC-360 auprès de Dow-Corning, Midland, MI), en 94 parties environ d'un solvant volatil, de préférence HCFC-141b (Allied Signal, Morristown, NJ, sous le nom de Genesolve 2000) ou de tout autre solvant sensiblement non polaire volatil et inerte. On applique le mélange de revêtement sur la surface extérieure de l'aiguille en plongeant l'aiguille dans le mélange de revêtement durcissable à température ambiante, de préférence montée sur un support et plongée dans le mélange en étant orientée pointe vers le bas, à une vitesse de 4 centimètres par seconde environ. L'aiguille est laissée dans le mélange durcissable pendant 10 secondes environ, puis est retirée du mélange de revêtement à une vitesse de 4 centimètres par seconde environ, et est réorientée dans une position pointée vers le haut. De préférence, on applique ensuite de l'air comprimé dans la garde 22 pour garantir que l'alésage 20 ne contienne pas de lubrifiant. Les aiguilles 10 recouvertes par une première couche 26 sont ensuite stockées pointe vers le haut pour permettre à la première couche 26 de durcir au moins en partie. L'expression "copolymère en partie durci" tel qu'elle est utilisée dans cette description est définie comme un copolymère réticulé ou en partie réticulé qui présente une structure en trois dimensions cohérente, non fusible et insoluble, à l'intérieur de laquelle est contenu un copolymère fluide non durci ou en partie durci. Le copolymère durci ou en partie durci de la première couche est relativement mou et cireux, contrairement aux résines vitreuses dures qui peuvent générer des fractures. La nature molle et cireuse du matériau constituant la première couche est en outre facilitée par l'inclusion de polydiméthylsiloxane avec une viscosité supérieure à -3 m2/s (1000 centistokes) environ. De préférence, le polydiméthylsiloxane utilisé dans la première couche présente une viscosité de 125.10-4 m2/s (12500 centistokes) environ. On peut effectuer le durcissement à température ambiante, mais la vitesse de durcissement peut être accélérée par chauffage au four à une température supérieure à la température ambiante, mais inférieure à C environ, de préférence 82 C environ, jusqu'à ce que le revêtement ait suffisamment durci. Des températures plus élevées peuvent également être utilisées pour accélérer le durcissement de la première couche 26, mais dans les cas o la garde 22 est formée à partir d'un thermoplastique, les températures inférieures à 100 C environ sont préférées. Après le durcissement de la première couche 24, le procédé comprend en outre l'application d'une seconde couche 28 d'un polydiméthylsiloxane ayant une viscosité comprise entre 0,5.10-4 m2/s (50 centistokes) environ et 3,5.10-4m2/s (350 centistokes) environ. Des polydiméthysiloxanes adaptés sont disponibles auprès de Dow-Corning, Midland, MI, et United Chemical Technologies, Bristol PA. De préférence, la seconde couche 28 est appliquée sur la première couche durcie 26 en plongeant l'aiguille 10 dans un mélange du polydiméthylsiloxane dans un solvant volatil. De préférence, l'aiguille 10 est trempée dans un mélange du polydiméthylsiloxane de 3 parties environ dans 97 parties environ de solvant HCFC-141b, ou tout autre solvant sensiblement non polaire volatil et inerte (p/p) à température ambiante. Le processus d'immersion est de préférence réalisé avec une aiguille 10 orientée pointe vers le bas à une vitesse de 4 centimètres par seconde. On laisse l'aiguille suffisamment longtemps dans le mélange de revêtement, de préférence pendant 10 secondes environ, pour qu'elle se recouvre de matériau et on la retire ensuite du mélange de revêtement à une vitesse de 4 centimètres par seconde environ. L'aiguille est ensuite réorientée de préférence dans la position pointe vers le haut et laissée suffisamment longtemps pour que le solvant s'évapore. Pour les besoins de cette étude, les revêtements ont été appliqués en plongeant les aiguilles dans les solutions des matériaux de revêtement. L'homme du métier spécialiste dans l'application de revêtements sur des objets doit reconnaître que la plupart des autres procédés consistant à appliquer des revêtements sur des objets comprenant, mais ne se limitant pas à, la pulvérisation sous forme de solution diluée, la pulvérisation sous forme de liquide "pur", toute autre application du type "cascade" soit d'une solution diluée, soit d'un liquide pur, l'application à partir de tampons absorbants et analogues, sont également applicables et sont considérés comme faisant partie du procédé de l'invention. En se référant maintenant aux figures 2, 3 et 4, une série de groupes d'aiguilles 10 (n = 20 pour chaque exemple) avec un revêtement lubrifiant 24 tel que décrit ci-dessus, a été préparée dans le but d'étudier la force de pénétration des aiguilles. Les différents groupes d'essai ont été revêtus à l'identique de la première couche 26 telle que décrite ci-dessus. La composition de la seconde couche 28 a été modifiée comme suit: Echantillon Composition du revêtement Témoin Première couche 26 seulement Polydiméthylsiloxanc 0,5.10 4 m2/s (50 centistokcs) 3 parties dc siloxanc dans 97 parties de HCFC-141b Polydiméthylsiloxane 10-4 m2/Vs (100 centistokes) 3 parties de siloxane dans 97 partics de HCFC-141b Polydiméthylsiloxane 3,5.104 mV2/s (350 centistokes) 3 parties de siloxane dans 97 parties de HCFC-14lb Polydiméthylsiloxane 103 m2/Vs (1000 centistokes) 3 parties dc siloxane dans 97 parties de HCFC-141b Polydiméthylsiloxanc 50.104 m2/s (5000 centistokes) 3 partics de siloxane dans 97 parties de HCFC-141b Polydiméthylsiloxanc 125.104 m2/Vs (12500 ccntistokes) 3 parties de siloxane dans 97 parties de HCFC-141b En se référant maintenant à la figure 2, une représentation graphique de la pénétration d'une aiguille dans un substrat est représentée. Lors de l'essai destiné à réaliser cette comparaison, chaque aiguille testée pour ses propriétés de pénétration est poussée sensiblement verticalement vers le bas dans un bouchon de flacon standard du commerce à une vitesse sensiblement constante de 1,25 centimètre par seconde environ, en utilisant un instrument portant l'aiguille testée fixée à une cellule de charge calibrée. L'axe des "y" désigne la force de résistance en grammes lorsque l'aiguille est avancée dans le bouchon par l'instrument. L'axe des "x" représente la distance de la pénétration. La totalité des aiguilles utilisées aux fins de cet exemple sont de calibre 22 et présentent une longueur de 3,8 cm. Toutefois, l'a lubrification et le procédé d'application de l'invention sont applicables à et comprennent d'autres tailles d'aiguille qui peuvent être requises dans n'importe quelle procédure o une aiguille lubrifiée est avantageuse. Le graphique représenté sur la figure 2 commence lorsque la pointe distale 18 touche le substrat (c'est-à-dire la peau du patient ou dans ce cas, un bouchon en caoutchouc), étire le substrat et présente une force de résistance croissante jusqu'à ce que la pointe distale 18 commence à couper le substrat. Cette force de pénétration maximale est désignée par "F2". Dès que la pointe commence à couper le substrat, la force enregistrée diminue jusqu'à ce que le tube allongé soit introduit dans la coupure réalisée par la pointe. Une fois seulement que le tube s'est déplacé dans la coupure, la force observée est désignée par "F4" ou force de résistance. La lubrification d'une aiguille hypodermique réduit considérablement à la fois les forces F2 et F4. Dans les exemples de la présente invention, le témoin est une aiguille identique lubrifiée seulement par la lubrification de la première couche durcissable. Ces aiguilles témoins présentent une force de pénétration maximale moyenne de 224 grammes environ. Ce système de lubrification de première couche, utilisé ici comme témoin, est représentatif de la plupart des aiguilles jetables disponibles dans le commerce. Une aiguille semblable non lubrifiée ou "sèche" avec un substrat semblable présente une force de pénétration maximale (F2) comprise entre 900 grammes environ et 1000 grammes environ. Ainsi, le système de lubrification du commerce standard est efficace pour réduire considérablement les forces de pénétration maximales par rapport à la force de pénétration maximale constatée avec une aiguille "sèche". Le même effet du système de lubrification de première couche est constaté avec les forces de résistance (F4). La force de résistance moyenne constatée avec l'aiguille témoin est de 78 grammes environ. De nouveau, une aiguille non lubrifiée "sèche" semblable présente des forces de résistance au moins supérieures d'un ordre de grandeur aux forces constatées avec la première couche de lubrification standard. Ces réductions de la pénétration maximale et des forces de résistance des aiguilles lubrifiées par rapport à des aiguilles non lubrifiées sèches semblables sont associées à des réductions sensibles de la douleur ressentie par les patients recevant ces aiguilles et par les praticiens se servant de ces aiguilles. Dans cette étude, on a utilisé des bouchons de flacon à encliqueter de 20 mm en caoutchouc butyle halogéné standards, fabriqués par Abbott Labs, (formulation n 5153, dureté Shore A mesurée par duromètre 46, densité de 1,18, compression déterminée à 15 %) comme substrats de pénétration. On s'attendait à voir des résultats il semblables avec d'autres substrats utilisés actuellement, tels qu'une peau de porc conservée et d'autres matériaux élastomères actuellement utilisés. Des données sur la perception de la douleur et sur la perception de l'utilisateur ont été collectées en faisant appel à des participants volontaires humains dans un protocole d'essai révisé par l'IRB (Institutional Review Board: comité d'éthique médicale) qui comprenait à la fois des aiguilles de calibre 22 semblables à celles mentionnées dans cette description et des aiguilles de calibre 27 préparées dans des conditions semblables à celles décrites dans la présente pour les aiguilles de calibre 22. En se référant maintenant à la figure 3, des graphiques "boîte-àmoustaches" sont utilisés pour illustrer les forces de pénétration maximales (F2) constatées pour les différents groupes d'aiguilles d'e l'expérience. Les résultats montrent que l'ajout de la lubrification de la seconde couche 28, dans le cas o le composant polydiméthylsiloxane de la solution de revêtement de la seconde couche a une viscosité soit de , soit de 100, soit de 350 centistokes, la force de pénétration maximale est réduite à respectivement grammes, 53 grammes et 47 grammes environ par rapport aux 224 grammes constatés avec le témoin. Cette réduction de la force de pénétration maximale est à la fois significative statistiquement et perceptible à la fois par le praticien expérimenté réalisant une piqûre à l'aide d'une aiguille et par un patient subissant cette piqûre. La figure 4 utilise de nouveau des graphiques "boîte-à-moustaches" pour comparer les forces de résistance (F4) constatées pour les différents groupes d'aiguilles de l'expérience. Les résultats montrent que l'ajout d'une seconde couche 28 dans le cas o le composant polydiméthylsiloxane de la solution de revêtement de la seconde couche a une viscosité soit de 0,5.10-4 m2/s (50 centistokes), soit de 10-3 m2/s (100 centistokes), soit de 3,5.10-4m2/s (350 centistokes), la force de résistance moyenne est respectivement de 50, 52 et 48 grammes environ. On opère la comparaison avec la force de résistance de 78 grammes constatée avec le témoin. De nouveau, cette réduction de la force de résistance est perceptible par le patient recevant l'aiguille et par le praticien réalisant la piqûre sur le patient. Les aiguilles hypodermiques préparées selon la présente invention offrent aux médecins une amélioration perceptible chez l'utilisateur et le patient, par rapport aux aiguilles hypodermiques disponibles dans le commerce pour l'administration de médicaments et les prises de sang en réduisant la douleur ressentie provoquée par la pénétration de l'aiguille. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour autant sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Aiguille hypodermique lubrifiée (10) comprenant: un tube allongé (12) présentant une surface extérieure (14), une extrémité proximale (16), une extrémité distale (18) et un alésage ouvert (20) les traversant; une garde (22) fixée à ladite extrémité proximale (16) de ladite aiguille (10) pour fixer ladite aiguille (10) à un dispositif de manipulation de fluide; un revêtement lubrifiant (24) appliqué et collé sur ladite surface extérieure (14) dudit tube (12) comprenant une première couche (26) formée à partir d'un copolymère d'organosiloxane au moins en partie durci et d'un polydiméthylsiloxane ayant une viscosité supérieure à 10-3 m2/s (1000 centistokes) environ, et une seconde couche (28), appliquée comme opération secondaire sur ladite première couche (26) au moins en partie durcie, comprenant un polydiméthylsiloxane ayant une viscosité comprise entre 0,5.10-4m2/s (50 centistokes) environ et 3,5.10-4m2/s (350 centistokes) environ. 2. Aiguille hypodermique (10) selon la revendication 1, caractérisée en ce que le copolymère d'organosiloxane en partie durci de la première couche (26) comprend en outre % environ (p/p) de diméthylcyclosiloxane et de polymère de silicone diméthoxysilyldiméthyl-aminoéthylaminopropyle. 3. Aiguille hypodermique (10) selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite première couche (26) dudit revêtement lubrifiant (24) comprend en outre un rapport entre ledit copolymère d'organosiloxane au moins en partie durci et ledit polydiméthylsiloxane de 2 parties environ (p/p) dudit copolymère d'organosiloxane durci sur 1 partie (p/p) environ de polydiméthylsiloxane ayant une viscosité de 125.10-4 m2/s (12500 centistokes) environ. 4. Procédé pour lubrifier des aiguilles hypodermiques (10) comprenant les étapes consistant à: - appliquer un revêtement constitué d'un premier matériau comprenant un copolymère contenant un polydiméthylsiloxane ayant une viscosité supérieure à 10-3 m2/s (1000 centistokes) environ sur la surface extérieure (14) d'une aiguille hypodermique; - laisser durcir au moins en partie ledit premier matériau; et - appliquer, comme opération secondaire, un revêtement constitué d'un second matériau sous forme de couche sur ladite première couche (26) au moins en partie durcie, comprenant un polydiméthylsiloxane ayant une viscosité comprise entre 0,5.10-4 m2/s (50 centistokes) environ et 3,5.10-4 m2/s (350 centistokes) environ. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite première étape d'application comprend en outre l'application dudit polydiméthylsiloxane dudit matériau constituant la première couche (26), ayant une viscosité de 125.10-4 m2/s (12500 centistokes) environ. 6. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que chacune desdites étapes d'application pour ledit premier matériau et ledit second matériau comprend en outre chacune l'immersion desdites aiguilles (10) dans une solution de chacun desdits matériaux comprenant un solvant volatil. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite immersion desdites aiguilles (10) dans chacune desdites solutions de chacun desdits matériaux comprenant un solvant volatil comprend en outre la sélection de HCFC-141b comme ledit solvant volatil, et la préparation desdites solutions en mélangeant ledit premier matériau à une concentration de 6 parties environ dudit premier matériau dans 94 parties environ dans un solvant de marque HCFC-141b (Allied Signal, Morristown, NJ USA) et le mélange dudit second matériau à une concentration de 3 parties environ dudit second matériau à 97 parties environ de HCFC-141b. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdites étapes d'immersion comprennent une étape de repos, caractérisé en ce qu'on laisse ladite aiguille (10) reposer dans chacune desdites solutions desdits matériaux suffisamment longtemps pour qu'elle acquière chacub desdits revêtements desdits matériaux.