Brevet FR2800619A1 — publié le 20010511

présente invention est dans le domaine des seringues sans aiguille utilisées pour injections intradermiques, sous-cutanées ou intramusculaires de principe actif liquide à usage thérapeutique en médecine humaine ou vétérinaire. définition une seringue sans aiguille est non invasive : il n'y a pas d'aiguille qui traverse la peau pour amener le principe actif là où il doit agir. Pour une seringue sans aiguille, il faut le jet de principe actif liquide sortant d'un orifice ou conduit d'injection perce la peau et pénètre plus ou moins profondément suivant le type d'injection souhaité : pour cela le jet doit avoir une grande vitesse. le jet est trop lent, il n'y a pas perforation de la peau, le liquide se répand à la surface de la peau et il est perdu il ne produit pas d'effet thérapeutique. Dans la plupart des seringues les dispositifs pour refouler le principe actif liquide à travers l'injecteur sont général des parois déplaçables du type piston ou du type membrane déformable qui doivent être déplacées ou déformées rapidement, avec une forte accélération, pour produire rapidement un jet de vitesse élevée pour percer la peau. Dans le brevet US 2 322 245, LOCKHART décrit des seringues sans aiguille dont la paroi déplaçable est déplacée ou motorisée par soit un ressort mécanique comprimé, soit une réserve de gaz comprimé. Ce dispositif moteur agit directement sur une tige qui va impacter un piston de refoulement situé à une distance relativement importante ; sur cette distance la tige est accélérée par la détente du ressort, elle impacte le piston de refoulement, le met en mouvement et le déplace assez rapidement pour nébuliser, à travers un conduit assez fin, le principe actif et l'injecter. Par contre pour des seringues à moteur pyrotechnique, décrites dans le même brevet, la charge pyrotechnique agit directement sur le piston de refoulement, sans utiliser de tige d'impact intermédiaire. Plus récemment la demande de brevet WO 95/03844, sur des seringues sans aiguilles, reprend sensiblement même technique d'une tige d'impact agissant sur un piston de refoulement. La tige d'impact est motorisée un ressort mécanique ou une réserve de gaz comprimés. Le dispositif moteur est dans un état d'energie élevé, il agit directement sur la tige d'impact qui est retenue par un verrou empechant ainsi le ressort ou le gaz comprimés de se détendre. Pendant tout le stockage avant utilisation, la tige le verrou sont fortement précontraints. L'ouverture dudit verrou, directement ou par l'intermédiaire d'une came, libère la tige 'impact et l'energie stockée qui déplacent les pièces mobiles, injecte le liquide. Le système passe 'un niveau d'énergie élevé à un niveau faible en fin d'injection. Pour les seringues jetables le retour à l'état initial est impossible. Les seringues devant être utilisées plusieurs fois comportent des dispositifs auxiliaires pour recomprimer le ressort et remplir le réservoir de principe actif liquide ou le changer. ces dispositifs présentent plusieurs inconvénients. La biodisponibilité obtenue par ces dispositifs n'est pas entièrement satisfaisante. Rappelons que la biodisponibilité se définit par la quantité de liquide effectivement injecté par rapport à celle remplissant initialement le réservoir de la seringue. Ces dispositifs sont encombrants et lourds car il faut prevoir la place pour réaliser une course assez importante pour l'accélération de la tige d'impact. De plus moteurs à ressort ou gaz comprimés prévus pour stocker longuement, avant utilisation, un niveau d'énergie élevé vont être structurellement assez lourds De plus ces dispositifs présentent des problèmes fiabilité. Lors d'un stockage prolongé : le ressort comprimé au maximum se dégrade ; la réserve de comprimé sera sujette à des fuites et le verrou fortement précontraint peut lui aussi présenter difficultés de fonctionnement. Dans tous les cas ces dispositifs seront surdimensionnés pour tenter de pallier aux problèmes de fiabilité évoqués et donc seront encore un peu plus encombrant et un peu plus lourd. L' et de l'invention a pour but d'augmenter la biodisponibilité du principe actif en améliorant phase mise en vitesse du liquide et aussi de proposer des dispositifs plus compacts et fiables. La présente invention concerne une seringue sans aiguille pour l'injection d'un principe actif liquide initialement placé entre d'une part un injecteur comportant au moins un conduit d'injection, ledit injecteur étant placé en contact ou à proximite immédiate de la peau du sujet à traiter et d'autre part une paroi déplaçable initialement séparée d'un moyen poussée déplacé par les gaz d'un générateur de gaz et assurant la mise en pression et l'expulsion du principe actif liquide au travers de l'injecteur placé à l'extrémité aval de le seringue, ladite seringue étant telle que ledit moyen de poussée comporte un dispositif de retenue temporaire désactivé par le fonctionnement du générateur de gaz initié par un organe de déclenchement. Initialement le moyen de poussée est séparé de la paroi déplaçable par une distance réduite dont nous expliciterons la détermination par la suite. Le fonctionnement du générateur de gaz désactive le moyen de retenue temporaire, déplace brutalement moyen de poussée pour l'amener au contact de la paroi déplaçable assurant ainsi une mise en pression très rapide du liquide et son injection à vitesse élevée. Plus précisément l'opérateur agit sur un organe de déclenchement du fonctionnement du générateur de gaz, ces derniers agissant sur le moyen de poussée et ce faisant désactivent le moyen de retenue temporaire dudit moyen de poussée. Au contraire, dans les dispositifs de l'état de la technique, l'opérateur agit (directement ou non) sur un verrou, qui est un dispositif retenue, pour libérer l'énergie nécessaire au fonctionnement du dispositif. Dans cette invention par principe actif liquide nous entendrons essentiellement un liquide plus ou moins visqueux ou un mélange de liquides, ou gel. Le principe actif pourra être solide sous forme pulvérulente mis en suspension, plus moins concentrée, dans un liquide approprié. La granulométrie du principe actif solide et pulvérulent doit être adaptée, ainsi que la forme du conduit, pour éviter les bouchages des conduits. Avantageusement pour cette seringue le dispositif de retenue temporaire sera frangible : il sera cassé lors du fonctionnement du générateur de gaz. Ledit système de retenue temporaire sera calibré c'est à dire que la rupture du dispositif de retenue temporaire frangible interviendra seulement quand le moyen de poussée, sous l'effet des du générateur, sera soumis à une force donnée, dépendant notamment du principe actif et des conditions 'utilisations, pour obtenir très rapidement un jet de liquide de vitesse élevée. Préférentiellement dans cette seringue la distance initiale séparant le moyen de poussée de la paroi déplaçable sera supérieure à la déformation maximale, avant rupture, du dispositif de retenue temporaire. En respectant cette condition, moyen de poussée ne vient pas en contact avec la paroi déplaçable lors de la déformation du dispositif retenue temporaire : il n'y a donc pas de liquide refoulé à très faible vitesse pendant la déformation dispositif de retenue temporaire frangible. Avantageusement la distance initiale séparant le moyen de poussée de la paroi déplaçable reste petite pour limiter l'encombrement de la seringue. Ladite distance est au plus 'ordre de grandeur d'une dimension remarquable du moyen de poussée qui détermine la force agissant le dispositif de retenue temporaire frangible. exemple ladite distance restera inférieure à environ un dixième du diamètre ou du diamètre équivalent du moyen de poussée. Préférentiellement le générateur de gaz motorisant la seringue est un générateur de gaz pyrotechnique. Ce type de générateur gaz comprend, avant fonctionnement, un chargement pyrotechnique sous forme solide ou éventuellement pulvérulente, un dispositif pour initier la combustion dudit chargement et un organe de déclenchement dudit dispositif d'initiation Contrairement au cas d'un ressort comprimé l'organe déclenchement n'est soumis à aucune précontrainte. Avantageusement le dispositif de retenue temporaire est choisi dans le groupe comprenant les goupilles goupilles cisaillables simples ou avec des zones d'affaiblissement, des ergots frangibles ; les opercules cisaillables qui seront cisaillées selon un cercle si le moyen de poussée est circulaire, des collerettes cisaillables. Avantageusement le dispositif de retenue temporaire peut être aussi une tige axiale dont une extrémité est fixée au moyen de poussée et l'autre extrémité à un dispositif approprié du côté du générateur de gaz. La rupture de cette tige axiale intervient par allongement - cette rupture peut être maîtrisée par une zone convenablement affaiblie de la tige. On pourra éventuellement utiliser pour remplir fonction de dispositif de retenue temporaire frangible des dispositifs de retenue se désactivant déformation ou déplacement de certains éléments ; par exemples dispositifs avec des crans qui seront déformés ou avec des cliquets qui seront déplacés quand lesdits dispositifs sont soumis à un effort important et prédéterminé appliqué au moyen de poussée. Avantageusement encore le moyen de poussée sera un piston, pour limiter l'encombrement du dispositif. piston comporte des dispositifs d'étanchéité par exemple un joint torique pour assurer son bon fonctionnement éviter fuites de gaz, vers le réservoir de principe actif. Dans une première réalisation la paroi déplaçable sera aussi un piston, un piston de refoulement, avec dispositifs d'étanchéité pour faire un deuxième niveau d'étanchéité. Le choix de matériaux appropriés pour moyen de poussée et la paroi déplaçable permet de régler en quelque sorte, le choc lors de l'impact des deux pièces. Dans cette réalisation les pistons constituants le moyen poussée et le piston de refoulement ont des diamètres égaux ou différents. Toutefois lorsque le moyen poussée a un diamètre supérieur à celui du piston refoulement, ledit moyen de poussée a, à sa partie aval, une partie protubérante dont le diamètre est au plus égal à celui du piston de refoulement, la longueur de cette protubérance étant supérieure à la course moyen de poussée. Dans une deuxième réalisation la paroi déplaçable sera une membrane déformable. Cette membrane, de préférence mince, sera en métal ou en élastomère ou en matière plastique ; ces matériaux seront compatibles avec principe actif. La fixation de ladite membrane dans la seringue assurera l'étanchéité. Cette fixation se fera, par exemple par pincement, sertissage ou surmoulage. Dans cette réalisation, la face aval du moyen de poussée a une forme adaptée pour emboutir et déformer la membrane déformable sur la face intérieure de l'injecteur de façon, qu'en fin d'injection, la membrane déformée soit prise en sandwich entre la face aval du moyen de poussée et la face intérieure de l'injecteur, pour vider totalement le reservoir de principe actif. Nous dirons que la face aval du moyen de poussée et face intérieure de l'injecteur ont des formes conjuguées. Du fait de la puissance disponible avec un générateur gaz pyrotechnique et du dispositif retenue temporaire frangible on obtient très rapidement un jet à grande vitesse pour perforer la peau, on améliore donc la biodisponibilité du principe actif. L'encombrement et le poids de la seringue sont réduits la limitation du déplacement moyen de poussée vers la paroi déplaçable. La compacité d'un générateur de gaz pyrotechnique ajoute encore à cet effet. Enfin la fiabilité des générateurs de gaz pyrotechnique est excellente, notamment pendant toute la phase qui va de l'assemblage jusqu'à l'utilisation aucun élément du générateur de gaz pyrotechnique n est soumis à une précontrainte. Un autre avantage de cette seringue est lié à la séparation du moyen de poussée et de la paroi déplaçable : on peut distinguer deux sous-ensembles dans la seringue. Le premier contient le principe actif il est préparé et conditionné dans les conditions inhérentes à l'industrie pharmaceutique, l'autre contient le générateur de gaz, de même il est préparé et conditionné dans les conditions inhérentes à ce type d'appareil. Les deux sous-ensembles étant assemblés dans un atelier dans lequel des contraintes réglementaires et techniques sont très limitées. Ci-dessous l'invention est exposée plus en détail l'aide de figures représentant des réalisations particulières. La figure 1 représente, schématiquement et en coupe partielle, une première réalisation de la seringue avec un piston de poussée et un piston de refoulement . La figure 2 représente, en coupe partielle, deuxième réalisation avec une membrane mince déformable La figure 3 représente le détail de la partie aval la seringue précédente après utilisation. Pour faciliter les descriptions les seringues seront supposées verticales avec leur partie aval dirigée vers le bas. La figure 1 représente, en coupe longitudinale partielle, une seringue sans aiguille selon l'invention partie aval 9 de la seringue comporte un injecteur avec un seul conduit d'injection 3 dans cet exemple injecteur 2 est en appui sur la peau du sujet a traiter. Dans le réservoir, formé par la partie intérieure de la partie aval 9 de la seringue fermée par le piston de refoulement 4, se trouve le principe actif liquide 1. Le piston de refoulement 4 comporte un joint torique pour assurer l'étanchéité. Dans le corps 71 fixé par vissage sur la partie aval 9, se trouve moyen de poussée ici un piston 5, avec un joint torique pour assurer l'étanchéité. Ledit piston 5 est maintenu temporairement en place par une goupille 6 traversant le piston et le corps 71. Dans cet exemple le piston de poussée 5 a un diamètre légèrement inférieur à celui du piston de refoulement 4, le piston de poussée ne nécessite pas d'aménagement particulier comme nous l'avons décrit précédemment pour assurer un fonctionnement correct. Le piston de poussée 5 est placé à une petite distance du piston de refoulement 4. Cette distance est supérieure à la déformation maximale de la goupille avant rupture. Le piston 5 lors de cette déformation lente ne vient pas au contact du piston 4 et il n'y a donc pas de liquide refoulé faible vitesse. Le piston 5 est à une distance égale à environ deux fois le diamètre de la goupille, pour limiter cette distance et réduire l'encombrement. Le volume compris entre le piston de poussée 5 et le piston de refoulement 4 communique éventuellement avec l'extérieur par au moins un évent, tel que l'évent 8, cet évent est percé à travers la partie aval 9 et le corps 71 et sert à évacuer l'air compris entre les deux pistons lors du fonctionnement. Le piston 5 est, dans cet exemple, déplacé par un générateur de gaz pyrotechnique 7 dont nous allons décrire les principaux éléments. Le générateur de gaz pyrotechnique 7 comprend dans le corps 71, au dessus du piston de refoulement 5, un chargement pyrotechnique 72 dont la combustion est initiée par une amorce 80 impactée par un percuteur 74, ce percuteur n'est pas représenté en coupe mais vu de côté. L'amorce 80 est logée dans un porte-amorce 73. En position initiale le percuteur 74 est retenu, dans le guide-percuteur 75 solidaire par vissage du corps 71, par au moins une bille, telle que la bille 77, partiellement engagée dans une gorge du percuteur. Le dispositif de percussion comprend un poussoir 78 avec une gorge 79 et un ressort intérieur 76. Le poussoir 78 coulisse sur l'extérieur du guide percuteur 75 et il est retenu pas des ergots se déplaçant dans des rainures latérales. ce poussoir 78 est ici l'organe de déclenchement. Bien entendu pour initier la combustion du chargement pyrotechnique 72, sans sortir du cadre de l'invention, on peut utiliser des dispositifs d'initiation autres que le dispositif à percuteur ici décrit Sans entrer dans les détails et sans vouloir être exhaustif, nous citerons comme exemples des dispositifs d'initiation à pile électrique ou dispositifs d'initiation piézo-électrique. Eventuellement le générateur de gaz pyrotechnique peut être remplacé par un générateur de gaz constitue par un réservoir de gaz comprimé fermé par une vanne ouverture rapide. L'organe de déclenchement va ouvrir ladite vanne, les gaz comprimés du réservoir vont détendre et agir sur le moyen de poussée pour désactiver le dispositif de retenue temporaire, pour accélérer, moyen de poussée et pour le déplacer avec la paroi déplaçable pour faire l'injection. cette figure 1 la seringue est prête a l'emploi, en appui sur la peau du sujet à traiter L'opérateur appui, avec son pouce, sur le poussoir qui s'enfonce en comprimant le ressort 76. Le poussoir se déplace jusqu'à ce que la gorge 79 arrive à la hauteur de la gorge du percuteur 74, les billes, telle que la bille 77, retenant le percuteur 74, se dégagent dans la gorge 79 et libèrent le percuteur qui impacter violemment l'amorce 80, dont l'initiation enflamme le chargement pyrotechnique 72. Le percuteur appui sur le porte-amorce 73 assure l'étanchéité : les gaz de combustion ne remontant pas vers le poussoir. La combustion du chargement pyrotechnique va produire des gaz qui agissent sur le piston de poussée 5. La pression au dessus de ce piston augmente jusqu'à ce que la force résultante soit suffisante pour cisailler la goupille 6. Lorsque la goupille 6 casse, le piston de poussée 5 est très rapidement accéleré car soumis à une force importante. Le piston de poussée 5 impacte le piston de refoulement 4 et le déplace très rapidement. Le principe actif liquide 1 est éjecté par le conduit 3 de l'injecteur 2 à une vitesse élevee : il perce facilement la peau et diffuse plus ou moins profondement à travers elle. La cinétique de combustion du chargement pyrotechnique 72 et le calibrage de la goupille 6 permettent de régler la vitesse jet liquide Dans une réalisation plus élaborée la goupille, fabriquee dans un matériau plus résistant au cisaillement, comporte deux sections affaiblies au droit de la surface extérieure du piston de poussée. Les cassures de la goupille seront de sections plus petites et perturberont moins le fonctionnement du piston de poussée Les entailles, correspondant aux zones de sections affaiblies, sont dimensionnées pour la rupture intervienne pour la même pression qu'avec une goupi simple, fabriquée dans un matériau moins résistant. Pour le système de retenue temporaire et frangible, le piston de poussée, le corps 71 et la goupi 6 seront préférentiellement métalliques, par exemple en aciers convenablement choisis. Le piston de refoulement 4, en contact avec le principe actif liquide sera fabriqué dans un matériau métallique ou plastique ou élastomere compatible avec ledit principe actif. Le chargement pyrotechnique est constitué par exemple, par une poudre à base de nitrocellulose, poudre dont granulométrie est choisie pour donner une cinétique de combustion appropriée, par exemple 12 de poudre suivant le catalogue de SNPE qui permet de cisailler une goupille en acier dur de 1,5mm de diametre pour une pression de 9 Mpa sur un piston de 12mm de diamètre. On peut aussi commenter sur cette figure 1 l'avantage que procure l'utilisation d'un piston de poussée 5 séparé d'un piston de refoulement 4 ou, plus généralement d'un moyen de poussée séparé d'une paroi déplaçable. La seringue peut être séparée en deux sous- ensembles. Le premier sous-ensemble comprendra la partie aval 9 de la seringue contenant le principe actif liquide 1 fermée par le piston de refoulement 4 : ce sous-ensemble peut être assemblé et rempli dans un atelier répondant aux normes de fabrication pharmaceutique notamment au point de vue asepsie ; l'asepsie de la face aval de l'injecteur 2 devra être protégée par un bouchon approprié qui évitera aussi des pertes liquide au cours des manipulations qui suivent le remplissage. Le second sous-ensemble relève d'une préparation et d'un assemblage dans un atelier répondant aux normes de la pyrotechnie, ce sous-ensemble sera convenablement sécurisé pour empêcher des déplacements du poussoir qui seraient à l'origine de fonctionnements intempestifs du générateur de gaz. Ses deux sous- ensembles préparés séparément seront enfin assemblés dans environnement nécessitant moins de précautions, pour réaliser la seringue complète ; elle sera ensuite conditionnée pour livraison aux clients. La figure 2 décrit une autre réalisation d'une seringue selon l'invention. Elle differe de la précédente notamment par la forme du piston de poussée, par le dispositif de retenue temporaire la paroi déplaçable On trouve sur cette figure un injecteur 22 avec un conduit d'injection 23. La partie interne de. 'injecteur a sensiblement la forme d'une calotte sphérique, elle contient principe actif liquide 10, une membrane mince déformable 24 ferme le réservoir. Dans cet exemple la membrane mince est pincée entre l'injecteur 22 et la pièce de guidage 29. La membrane mince déformable 24 peut aussi etre sertie ou surmoulée sur l'injecteur 22. Au dessus de cette membrane déformable se trouve le piston de poussée 25 maintenu par une collerette frangible 26 pincée entre la pièce de guidage 29 et le corps du générateur de gaz. Le piston de poussée 25 a sur sa face aval, vers la membrane mince déformable 24, une forme de calotte sphérique conjuguée de celle de l'injecteur. La distance séparant le piston de poussée 25 de la membrane mince déformable est inférieure à deux fois l'épaisseur de la collerette frangible 26. Dans cette figure les épaisseurs de la membrane mince déformable 24, de la collerette frangible 26 ont été exagérées pour la lisibilité du dessin. Dans cet exemple les formes conjuguées de la face avant du piston de poussée et la face interne de l'injecteur sont des calottes sphériques, des formes plus élaborées sont aussi envisageables. Le piston de poussée est déplacé par un générateur de pyrotechnique, repéré par 27, ce générateur est identique à celui de l'exemple, sa description ne sera pas reprise en détail. Lorsque la combustion du chargement pyrotechnique est initiée, les gaz produits font monter la pression sur face amont du piston de poussée 25 jusqu à ce la force résultante cisaille la collerette, le piston de poussée 25 est très rapidement accéléré car soumis à une force importante. Le piston de poussée 25 impacte la membrane déformable 24 et l'embouti contre face intérieure de l'injecteur 22, ce faisant le principe actif est éjecté, par le conduit 23 de l'injecteur 22, à une vitesse élevée comme dans l'exemple précédent La figure 3 représente schématiquement la partie aval de la seringue de l'exemple précédent en fin de fonctionnement. Le chargement pyrotechnique a entièrement brûlé. La collerette 26 du piston a été cisaillée suivant une circonférence, elle reste entre les pièces 29 et 71. Le piston de poussée 25 a embouti et déformé la membrane déformable 24. Revendications 1 Seringue sans aiguille pour l'injection d'un principe actif liquide (1,10) initialement placé entre, d'une part un injecteur (2,22) comportant au moins un conduit d injection (3,23) placé en contact de la peau et d autre part une paroi déplaçable (4,24) séparée d'un moyen de poussée (5,25) déplacé par les gaz 'un genérateur de gaz (7,27) assurant la mise en pression et l'expulsion du principe actif au travers de l'injecteur placé à l'extrémité aval de la seringue, caractérisée en ce que ledit moyen de poussée (5,25) comporte un dispositif de retenue temporaire (6,26) désactivé par le fonctionnement du générateur de gaz (7,27) initié un organe de déclenchement (78). 2. Seringue sans aiguille selon la revendication 1 caractérisée en ce que ledit dispositif de retenue temporaire (6,26) est un dispositif frangible et calibré. 3 Seringue sans aiguille selon la revendication 2 caractérisée en ce que la distance initiale séparant le moyen de poussée (5,25) de la paroi déplaçable 24) supérieure à la déformation maximale avant rupture dispositif de retenue temporaire frangible (6, seringue sans aiguille selon la revendication ou 3 caractérisée en ce que la distance initiale séparant le moyen de poussée (5,25) de la paroi déplaçable ,24) inférieure à environ un dixième du diamètre du moyen de poussée. 5. Seringue sans aiguille selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que le générateur de gaz ,27) est un générateur de gaz pyrotechnique. . Seringue sans aiguille selon l'une des revendications à 5 caractérisée en ce que le dispositif de retenue temporaire (6,26) est choisi dans le groupe comprenant notamment les goupilles et les opercules. . Seringue sans aiguille selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisée en ce que le moyen de poussée (5, un piston. . Seringue sans aiguille selon l'une des revendications 1 à 7 caractérisée en ce que la paroi déplaçable (4) un piston de refoulement. 9. Seringue sans aiguille selon l'une des revendications 1 à 7 caractérisée en ce que la paroi déplaçable (2 une membrane déformable. Seringue sans aiguille selon la revendication caractérisée en ce que la face aval du moyen de poussée 5) et la face intérieure de l'injecteur (22) ont formes conjuguées.