Brevet FR2795644A1 — publié le 20010105

L'invention décrit un mélange gazeux binaire constitué d'hélium et d'oxygène et son utilisation pour fabriquer tout ou partie d'un médicament gazeux inhalable destiné à traiter ou prévenir les situations d'insuffisance respiratoire, notamment l'asthme aigu, la broncho-pneumopathie obstructive (BPCO) et toute autre manifestation clinique liée à une obstruction bronchique chez l'homme ou l'animal. Il est connu que, dans le cas de l'asthme et de plusieurs autres pathologies obstructives analogues, la broncho-constriction et les remaniements inflammatoires de la muqueuse bronchique, d'une part, et l'hypersécrétion de mucus, d'autre part, engendrent un accroissement des résistances des voies aériennes à l'écoulement des flux gazeux respiratoires, principalement l'air. Au niveau des voies aériennes d'un être humain ou d'un animal, il est généralement considéré que l'écoulement est laminaire si le nombre de Reynolds est inférieur à 2000 et turbulent si le nombre de Reynolds est supérieur à 4000. Par exemple, au niveau du bronchospasme, l'écoulement laminaire du gaz devient turbulent. De ce fait, des résistances aérodynamiques en relation avec cet écoulement sont engendrées et viennent s'ajouter aux résistances aériennes anatomiques. Cela entraîne alors un surcroît de travail respiratoire de la part du patient car celui-ci est contraint de majorer son travail respiratoire pour réussir à maintenir constants ses débits inspiratoires et expiratoires. Ce travail excessif va alors entraîner rapidement un surmenage et une fatigue exagérée des muscles respiratoires ; le flux aérien laminaire disparaissant peu à peu. Une autre conséquence de ce bronchospasme est une moins bonne ventilation du fait du passage moins important d'air et de l'apparition d'une hypoxémie en raison de la quasi constance de l'effet shunt, tel que définit par Physiopathologie Respiratoire ; John B. West ; Ed. Pradel ; Chap. Il ; p. 29 ; 1988. Pour tenter de résoudre ces problèmes, il a déjà été suggéré d'utiliser de l'hélium ou un mélange d'oxygène et d'hélium en tant que gaz respiratoire à administrer au patient pour faciliter l'écoulement gazeux. En effet, des améliorations cliniques ont pu ainsi être observées avec un mélange hélium/oxygène. Toutefois, il est à noter que celles-ci son dues exclusivement aux propriétés physiques du mélange hélium/oxygène car l'hélium est un gaz rare, biologiquement inactif qui ne possède aucune activité bronchodilatatrice ou anti-inflammatoire propre. La présence d'hélium permet d'abaisser la densité du mélange gazeux. Il s'ensuit que, dans ces conditions, la valeur du nombre de Reynolds est abaissée du simple fait des caractéristiques de densité du gaz et l'écoulement s'effectue alors selon un régime laminaire en lieu et place d'un régime turbulent. Le mélange hélium/oxygène améliore le confort du patient, réduit la dyspnée, augmente le temps disponible pour l'expiration et, de ce fait, va augmenter l'élimination du CO2, ainsi qu'expliqué par le document P. Jolliet ; D. Tassaux ; J. C. Chevrolet ; J. Vincent ; Ed. Yearbook of intensive care and emergency médecine ; Berlin ; Heidelberg ; New-York ; London ; Paris : Springer Verlag, 1999 : 244-251. En outre, on peut citer notamment le document Barach et al. ; Use of helium as a new therapeutic gas ; Soc. Exp. Bio. Med., 1934 ; 462-464, qui enseigne un effet bénéfique de mélanges d'oxygène et d'hélium gazeux chez des patients atteints de maladies pulmonaires obstructives. Par ailleurs, de nombreuses publications traitent de l'utilisation d'hélium gazeux dans l'asthme et les BPCO, mais ces articles sont pour la plupart des séries de cas cliniques, dont la méthodologie d'exécution est souvent critiquable. Ainsi, on peut citer les documents suivants : T. S. Lu, et al. ; Helium/Oxygen in the treatment of upper airway obstruction ; Anesthesiology 1976 ; 45 : 678-680 ; S.T. Shiue et al. ; The use of heliuml-oxygen mixture in the support of patients with status asthmaticus and respiratory acidosis ; Asthma 1989 ; 26 : 177-180 ; J. E. Kass et al. ; Heliox therapy in acute severe asthma ; Chest 1995 ; 107 : 757-760 ; M.R. Wolfson et al. ; Mechanics and energetics of breathing helium in infants with bronchopulmonary dysplasia ; J. Pediatr. 1984 ; 104 : 752-757 ; R.A. Sauder et al. ; Helium-oxygen and conventional mechanical ventilation in the treatment of large airway obstruction and respiratory failure in an infant ; South. Med. J. ; 1991 ; 84 : 646-648 ; C. Elleau et al. ; Helium-oxygen mixture in respiratory distress syndrome : a double blind study ; J. Pediatr, 1993 ; 122 : 132-136 ; D. M. Swidwa et al. ; Saidel GM ; Helium-oxygen breathing in severe chronic obstructive pulmonary disease ; Chest 1985 ; 87 : 790-795 ; C. A. Manthous et al. ; Heliox improves pulsus paradoxus and peak expiratory flow in nonintubated patients with severe asthma ; Am. J. Respir. Crit. Care Med ; 1995 ; 151 : 310-314 ; et F. Martin ; Utilisation de mélanges Hélium/Oxygène au cours de l'état de mal asthmatique ; Rev. Pneumol. Clin. 1987 ; 43 : 186-189. En outre, deux publications concernant l'utilisation de mélanges oxygène/hélium chez des patients asthmatiques en crise aiguë, à savoir : R. Carter et al. ; Evaluation of Heliox in children hospitalized with acute severe asthma ; Chest 1996 ; 1256-61 et, Kudukis et al. ; Inhaled Heliumoxygen revisited ; of Inhaled Helium-oxygen during the treatment of status asthmaticus in children ; J. Pediatr. 1997 ; 130 : 217-24. L'utilisation d'un mélange avec 80% d'hélium et 20% d'oxygène montre une diminution du pouls paradoxal et une amélioration du débit respiratoire de pointe chez ces patients. En outre, le document EP-A-741588 décrit l'utilisation d'un gaz renfermant de l'hélium et/ou du néon en tant que vecteur d'aérosol médicamenteux pour le traitement de l'asthme. Selon ce document, la proportion d'hélium dans le gaz est supérieure ou égale à 70%. Il est à noter que des résultats similaires avaient déjà été obtenus et rapportés par le document. M. Svartengren et al. ; Human Lung Déposition of Particles Suspended in Air or in Helium/Oxygen Mixture ; Exp. Lung. Research, 15 : 575-585, 1989 ; ainsi que par le document A. Malanga et al. ; Heliox Improves Rate of Response to aerosol bronchodilator ; Am. Review of Resp. Dis. ; International Conference Supplement, Vol. 147, N 4, avr. 1993, A65. Par ailleurs, on peut aussi citer le document EP-A-639378 décrivant l'utilisation thérapeutique d'un mélange gazeux constitué d'hélium additionné de 2 à 20 vpm de monoxyde d'azote (NO). A l'inverse, le document EP-A-868921 décrit un mélange gazeux comprenant de 20 à 70% d'oxygène, de 1 à 8% de dioxyde de carbone (C02) et le complément étant de l'hélium, utilisable pour détecter ou traiter les tumeurs. Le document EP-A-727219 enseigne, quant à lui, un mélange gazeux constitué de 20 à 40% d'oxygène, de 2 à 10% de dioxyde de carbone et le reste étant de l'hélium, utilisable pour traiter l'asthme. Au vu de l'art antérieur, plusieurs arguments théoriques sont en faveur de l'administration de mélanges gazeux à base d'hélium, à savoir notamment : . diminution du travail respiratoire . meilleure épuration du CO2 expiré au niveau de l'arbre trachéobronchique, et . régime laminaire favorisé. De plus, en raison de la constance et de l'importance de l'effet shunt, l'addition d'oxygène au mélange gazeux est obligatoire. Toutefois, comme il résulte des documents ci-dessus, jusqu'à présent, il était usuel et recommandé d'utiliser, pour traiter les patients, des mélanges gazeux contenant au moins 70 à 75% d'hélium et/ou de 20 à 25% d'oxygène, éventuellement additionnés d'autres constituants réputés thérapeutiquement actifs, tels le monoxyde d'azote (NO) ou le dioxyde de carbone (C02). Toutefois, il a été mis en évidence que l'utilisation de mélanges classiques à base d'hélium et d'oxygène comportant entre 20 à 25% d'oxygène ne sont pas suffisants pour apporter une oxygénation suffisante du patient dans la majorité des situations. Il est donc nécessaire d'avoir une deuxième bouteille d'oxygène et d'administrer cet oxygène par une deuxième voie, concomitamment à l'administration du mélange O2/He. Cependant, on comprend immédiatement que de devoir rajouter de l'oxygène provenant d'une autre bouteille pose plusieurs problèmes et présente de nombreux inconvénients, notamment : . difficulté de monitorer correctement la Fi02, c'est-à-dire la fraction d'oxygène inspirée, réellement administrée au patient, . risque de perte des bénéfices de l'action de l'hélium : plus le pourcentage en hélium diminue et moins l'effet physique de celui-ci est important, . risque de toxicité de l'oxygène à forte concentration, . manipulation, stockage et utilisation de l'oxygène sous surveillance médicale, . obligation d'avoir deux bouteilles posant des problèmes lors de l'utilisation de ce mélange par des unités mobiles d'intervention d'urgences de type SAMU, . réglage et calibrage des ventilateurs en ventilation mécanique et non invasive plus difficile, . sécurité du patient, et . surveillance accrue par le personnel médical au cours de l'administration au patient. De là, le but de la présente invention est de résoudre et/ou paliers tous ou partie des inconvénients précités en proposant notamment un mélange gazeux amélioré et son utilisation pour fabrication un médicament gazeux destiné à traiter ou à prévenir les pathologies respiratoires, en particulier l'asthme aigu et les BPCO. L'invention concerne alors un mélange gazeux prêt à l'emploi constitué de 60 à 70% d'hélium et de 30 à 40% d'oxygène, ledit mélange gazeux étant conditionné à une pression supérieure à 2 bars. De façon générale, dans le cadre de la présente invention, le mélange gazeux He/02 est binaire, c'est-à-dire que la somme des proportions respectives d'hélium et d'oxygène dans le mélange gazeux est approximativement égale et, de préférence, égale à 100% (les % étant des % en volume), à l'exception de la présence possible d'impuretés gazeuses inévitables pouvant résulter du procédé de fabrication du mélange gazeux ou de ses constituants, par exemple des impuretés du type CO, CO2, H20, N2... Selon le cas, le mélange gazeux peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : . il est constitué de 61 à 69% d'hélium et le solde étant de l'oxygène ; de préférence il est constitué de 62 à 68% d'hélium, le reste étant de l'oxygène. .il est constitué de 63 à 67% d'hélium, le reste étant de l'oxygène. . il est conditionné à une pression comprise entre 2 et 300 bars, de préférence entre 50 et 300 bars, préférentiellement entre 100 et 250 bars. L'invention concerne aussi l'utilisation d'un mélange gazeux constitué de 60 à 70% d'hélium et de 30 à 40% d'oxygène pour la fabrication d'au moins une partie d'un médicament gazeux inhalable pour traiter ou prévenir une pathologie des voies aériennes supérieures chez l'homme ou l'animal. Par ailleurs, l'invention a également trait à l'utilisation d'un mélange gazeux constitué de 60 à 70% d'hélium et de 30 à 40% d'oxygène pour la fabrication d'au moins une partie d'un médicament gazeux inhalable pour traiter ou prévenir l'asthme, en particulier l'asthme aiguë, chez l'homme ou l'animal. De manière analogue, l'invention concerne, en outre, l'utilisation d'un mélange gazeux constitué de 60 à 70% d'hélium et de 30 à 40% d'oxygène pour la fabrication d'au moins une partie d'un médicament gazeux inhalable pour traiter ou prévenir une broncho-pneumopathie obstructive chez l'homme ou l'animal. De plus, l'invention a trait à l'utilisation d'un mélange gazeux constitué de 60 à 70% d'hélium et de 30 à 40% d'oxygène pour la fabrication d'au moins une partie d'un médicament gazeux pour faciliter ou diminuer le travail respiratoire d'une personnes en phase de sevrage, subséquemment à une période de ventilation mécanique. En outre, l'invention porte aussi sur l'utilisation d'un mélange gazeux constitué de 60 à 70% d'hélium et de 30 à 40% d'oxygène pour la fabrication d'au moins une partie d'un médicament gazeux inhalable pour traiter ou prévenir une fabrication ou la préparation d'un aérosol comportant, en outre, au moins un composé médicamenteux thérapeutiquement efficace, de préférence sous forme liquide et/ou sous forme solide, par exemple une poudre. Selon un autre aspect, l'invention se rapporte également à un procédé pour convertir un médicament ou un composé médicamenteux en une forme utilisable pour l'administration du médicament par les voies respiratoires des mammifères, dans lequel un liquide et/ou une poudre contenant ou constitué d'au moins un médicament est transformé en un aérosol qui renferme de petites particules de liquide et/ou de poudre à l'aide d'un courant gazeux ou bien à l'aide d'autres moyens, et dans lequel les particules de liquide et/ou de poudre sont recueillies dans le courant gazeux ou bien dans un courant de gaz, respectivement, caractérisé en ce que l'on recueille les particules de liquide dans un mélange gazeux constitué de 60 à 70% d'hélium et de 30 à 40% d'oxygène. Selon encore un autre aspect, l'invention porte sur la préparation médicamenteuse sous forme d'un aérosol comprenant un gaz vecteur et/ou propulseur et des particules liquides et/ou solides renfermant au moins un composé thérapeutiquement efficace, caractérisée en ce que le gaz vecteur et/ou propulseur est un mélange gazeux est constitué de 60 à 70% d'hélium et le reste étant de l'oxygène. De préférence, le composé thérapeutiquement efficace est choisi parmi les classes thérapeutiques ou médicamenteuses suivantes : ss2 mimétiques, corticoïdes et anticholinergiques, par exemple, les médicaments commerciaux suivants : BRICANYLTM, ADRENALINTM, VENTOLINETM, BECOTIDETM et LOMUDALTM. Selon l'utilisation ou la préparation envisagée, le mélange gazeux peut être constitué de 61 à 69% d'hélium, le reste étant de l'oxygène, de préférence de 62 à 68% d'hélium et le solde étant de l'oxygène, ou de 63 à 67% d'hélium et le solde étant de l'oxygène, de préférence un mélange gazeux constitué de 65% d'hélium et de 35% d'oxygène environ. L'invention englobe aussi un récipient de gaz, en particulier une bouteille de gaz, sous pression comprenant un mélange gazeux selon l'invention, ainsi qu'une installation pour administrer un mélange gazeux selon l'invention à un patient, comprenant au moins un récipient de gaz, et au moins un ventilateur d'assistance respiratoire en communication fluidique avec au moins ledit récipient de gaz par l'intermédiaire d'au moins une canalisation de gaz. De manière analogue, l'invention a également trait à une installation pour administrer un mélange gazeux selon l'invention à un patient, comprenant au moins un récipient de gaz et au moins une interface nasale et/ou buccale, de préférence un masque respiratoire, en communication fluidique avec au moins ledit récipient de gaz par l'intermédiaire d'au moins une canalisation de gaz. De façon générale, le mélange gazeux 65% He/35%02 de l'invention est préféré et l'utilisation de ce mélange est également indiquée dans les situations cliniques liées à une fatigue excessive des muscles respiratoires, l'intérêt du mélange permettant une moindre fatigue des muscles respiratoires (utilisation du mélange en phase de post-extubation chez les malades fragilisés par une ventilation mécanique longue ou une ventilation chez des patients en insuffisance respiratoire chronique...). Revendications 1. Mélange gazeux prêt à l'emploi constitué de 60 à 70% d'hélium et de 30 à 40% d'oxygène, ledit mélange gazeux étant conditionné à une pression supérieure à 2 bars. 2. Mélange gazeux selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est constitué de 61 à 69% d'hélium et le solde étant de l'oxygène ; de préférence il est constitué de 62 à 68% d'hélium, le reste étant de l'oxygène. 3. Mélange gazeux selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il est constitué de 63 à 67% d'hélium, le solde étant de l'oxygène. 4. Mélange gazeux selon les revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il est conditionné à une pression comprise entre 2 et 300 bars, de préférence entre 50 et 300 bars. 5. Utilisation d'un mélange gazeux constitué de 60 à 70% d'hélium et le solde étant de l'oxygène pour la fabrication d'au moins une partie d'un médicament gazeux inhalable pour traiter ou prévenir une pathologie des voies aériennes supérieures chez l'homme ou l'animal. 6. Utilisation d'un mélange gazeux constitué de 60 à 70% d'hélium et le solde étant de l'oxygène pour la fabrication d'au moins une partie d'un médicament gazeux inhalable pour traiter ou prévenir l'asthme chez l'homme ou l'animal, de préférence l'asthme aiguë. 7. Utilisation d'un mélange gazeux constitué de 60 à 70% d'hélium et le solde étant de l'oxygène pour la fabrication d'au moins une partie d'un médicament gazeux inhalable pour traiter ou prévenir une bronchopneumopathie obstructive chez l'homme ou l'animal. 8. Utilisation d'un mélange gazeux constitué de 60 à 70% d'hélium et le solde étant de l'oxygène pour la fabrication d'au moins une partie d'un médicament gazeux pour faciliter ou diminuer le travail respiratoire d'une personne en phase de sevrage, subséquemment à une période de ventilation mécanique. 9. Utilisation d'un mélange gazeux constitué de 60 à 70% d'hélium et le solde étant de l'oxygène pour la fabrication ou la préparation d'au moins une partie d'un aérosol comportant, en outre, au moins un composé médicamenteux thérapeutiquement efficace. 10. Procédé pour convertir un médicament ou un composé médicamenteux en une forme utilisable pour l'administration du médicament par les voies respiratoires des mammifères, dans lequel un liquide et/ou une poudre contenant ou constitué d'au moins un médicament est transformé en un aérosol qui renferme de petites particules de liquide, et/ou de poudre et dans lequel lesdites particules de liquide et/ou de poudre sont recueillies dans un flux de gaz formé d'un mélange gazeux constitué de 60 à 70% d'hélium et de 30 à 40% d'oxygène. 11. Préparation médicamenteuse sous forme d'un aérosol comprenant un gaz vecteur et/ou propulseur et des particules liquides et/ou solides renfermant au moins un composé thérapeutiquement efficace, caractérisée en ce que le gaz vecteur est un mélange gazeux est constitué de 60 à 70% d'hélium et le reste étant de l'oxygène. 12. Préparation selon la revendication 11, caractérisée en ce que le composé thérapeutiquement efficace est choisi parmi les ss2 - mimétiques, les corticoïdes et les anticholinergiques. 13. Utilisation selon l'une des revendications 5 à 9, dans laquelle on utilise un mélange gazeux constitué de 61 à 69% d'hélium, le reste étant de l'oxygène, de préférence de 62 à 68% d'hélium et le solde étant de l'oxygène, ou de 63 à 67% d'hélium et le solde étant de l'oxygène. 14. Utilisation selon l'une des revendications 5 à 9, dans laquelle on utilise un mélange gazeux constitué de 63 à 67% d'hélium et le solde étant de l'oxygène, de préférence un mélange gazeux constitué de 65% d'hélium et de 35% d'oxygène environ. 15. Préparation selon l'une des revendications 11 ou 12, caractérisée en ce que le mélange gazeux est constitué de 61 à 69% d'hélium, le reste étant de l'oxygène, de préférence de 62 à 68% d'hélium et le solde étant de l'oxygène, ou de 63 à 67% d'hélium et le solde étant de l'oxygène. 16. Récipient de gaz, en particulier une bouteille de gaz, sous pression contenant un mélange gazeux d'hélium et d'oxygène selon l'une des revendications 1 à 4. 17. Installation pour administrer un mélange gazeux selon l'une des revendications 1 à 4 à un patient, comprenant au moins un récipient de gaz selon la revendication 16, et au moins un ventilateur d'assistance respiratoire en communication fluidique avec au moins ledit récipient de gaz par l'intermédiaire d'au moins une canalisation de gaz. 18. Installation pour administrer un mélange gazeux selon l'une des revendications 1 à 4 à un patient, comprenant au moins un récipient de gaz selon la revendication 16, et au moins une interface nasale et/ou buccale, de préférence un masque respiratoire, en communication fluidique avec au moins ledit récipient de gaz par l'intermédiaire d'au moins une canalisation de gaz.