Brevet FR2835730A1 — publié le 20030815

DISPOSITIF POUR LA DÉLIVRANCE DE SUBSTANCES ET LE PRELEVEMENT INTRACORPOREL La présente invention concerne un dispositif pour la délivrance de substances et le prélèvement intracorporel par ingestion d'une capsule. Elle s'applique notamment, mais non exclusivement, à la délivrance de médicaments et au prélèvement de contenu intestinal grâce à d'une capsule d'exploration intestinale. D'une manière générale, une capsule, destinée au largage de substances, aux prélèvements et aux mesures de type physique et/ou chimique, est dénommée une capsule d'exploration intestinale. Cette capsule, réalisée en matériau spécifique et issue des hautes technologies, est ingérable et à usage unique, ce qui rend son coût d'exploitation particulièrement élevée. Elle comprend classiquement différents compartiments : un compartiment pour la réserve d'énergie, un compartiment comportant l'électronique de gestion et de traitement des données ainsi qu'un dispositif de transmission, en général par voie hertzienne, ainsi qu'un compartiment réservé à la réalisation de fonctions prédéterminées, comme le largage de substances, par exemple des médicaments, ou le prélèvement intracorporel. En outre, un certain nombre de capteurs permettent à la capsule de délivrer en temps réels un certain nombre d'informations sur son environnement. Ainsi, on connaît déjà la demande de brevet WO 9221307, qui décrit une capsule administrable par voie orale. Cette capsule non digestible contient un émetteur électrique d'énergie, un émetteur de signaux radio, un dispositif de stockage d'un médicament et un dispositif télécommandé de libération du médicament. La capsule envoie des signaux à un récepteur, situé à distance de la capsule, à mesure qu'elle passe dans le tube digestif en suivant un trajet défini par l'intestin, et lorsqu'elle atteint un site spécifique, un opérateur, ou un système de commande automatique, l'actionne afin qu'elle libère une dose du médicament. On connaît également par la demande de brevet WO 0053243 une capsule miniature servant à administrer des médicaments. Cette capsule comprend un ou plusieurs agrégats de semi-conducteurs en forme de boule assurant la libération d'un médicament stocké dans un réservoir. Un premier agrégat est utilisé pour les fonctions de détection et de mémoire, alors qu'un second agrégat est utilisé pour les aspects de commande, tels que le pompage et la distribution du médicament. Ce système peut communiquer avec un système de télécommande, ou fonctionner indépendamment sur une longue période grâce à une alimentation locale en vue d'une administration des médicaments basée sur la demande du patient. Enfin, on connaît le brevet Français FR 2794654, au nom de la demanderesse, qui décrit un dispositif ingérable pour le largage de substances liquides dans le système digestif dans lequel le moyen de stockage des substances consiste en des enveloppes souples permettant l'expulsion des substances sous l'effet de forces de pression s'exerçant sur la poche de stockage. Mais tous ces systèmes de l'art antérieur ne permettent pas de combiner à la fois la possibilité de délivrer différentes substances, en général des médicaments, à différents instants déclenchés selon les souhaits du médecin. Par ailleurs, le dispositif selon l'invention permet d'effectuer à la fois une ou plusieurs délivrances de substances ainsi qu'un ou plusieurs prélèvements intracorporels. En outre, une étanchéité parfaite de la capsule vis-à-vis de l'environnement extérieur ainsi qu'une étanchéité parfaite des réservoirs recevant chacun des substances différentes doit être atteinte. D'une manière générale, les impératifs de construction doivent être respectés afin de garantir la sécurité du patient, ou de l'animal, tout en assurant le bon fonctionnement du dispositif. En effet, aucune pièce ou sous-ensemble du dispositif ne doit être désolidarisé du corps de la capsule après la fonction de libération, ou de largage. Ainsi, par exemple, les couvercles d'obturation des réservoirs ne doivent pas rester ouverts. De la même manière, des substances gélatineuses, telles que des résidus de gélules ne doivent pas être utilisées, car elles pourraient empêcher le fonctionnement de certains organes. L'invention a donc pour but de remédier aux inconvénients des systèmes de l'art antérieur en offrant un dispositif réalisant les mêmes opérations mais pour un coût bien moindre car il permet leurs répétitions au cours d'une même exploration ou d'un même transfert, et de garantir une parfaite sécurité pour le patient grâce notamment à un fonctionnement parfaitement fiable. Elle propose à cet effet un dispositif pour la délivrance de substances et le prélèvement intracorporel par ingestion, en particulier à destination de l'intestin d'un patient ou d'un animal, d'une capsule formé par un corps comportant une source d'énergie, un émetteur-récepteur, des moyens de mesure physique de l'environnement ainsi que de la position dudit corps, un module pour la délivrance de substances et/ou un module pour le prélèvement, le tout étant commandé par des moyens de commande caractérisé en ce que les moyens pour la délivrance de substances et de prélèvement consistent en une pluralité de réservoirs rigides étanches, comprenant chacun un moyen d'éjection ou d'injection et un moyen d'obturation étanche apte, après la libération ou l'aspiration d'une substance, à venir refermer automatiquement le réservoir. Avantageusement, le dispositif selon l'invention pourra comprendre en outre des moyens de visualisation apte à visualiser et/ou à stocker des images ou des données par voie optique. Selon un mode d'exécution de l'invention, le moyen d'obturation consistera en un bouchon, de forme et de diamètre adapté à l'ouverture d'un réservoir, maintenu fermé par un élastique tandis que le moyen d'éjection consistera en un piston actionné par un mécanisme mécanique et/ou électrique, par exemple un dispositif à came actionné par le module moto-réducteur. Par ailleurs, le moyen d'éjection consistera en un piston, ou une membrane élastique, actionné par un mécanisme mécanique et/ou électrique, par exemple un dispositif à came actionné par le module moto-réducteur. Avantageusement, le moyen d'obturation pourra récupérer, lors de son retour pour la fermeture du réservoir, une partie du contenu intestinal grâce par exemple à sa forme particulière, de sorte que le dispositif opère un prélèvement intestinal de cette façon. Selon un autre mode d'exécution de l'invention, les réservoirs seront aptes à être placés en dépression par rapport à la pression extérieure à la capsule et le corps comportera alors au moins un orifice obturable de façon étanche débouchant dans l'un au moins des réservoirs de sorte que le contenu intestinal est aspiré dans lesdits réservoirs De préférence, le dispositif selon l'invention comprendra un moyen de commande extérieur, par exemple un ordinateur classique, ainsi qu'un moyen de communication avec ladite capsule, situés à distance. Le moyen de commande extérieur pourra en outre comprendre des moyens de stockage pour stocker l'ensemble des informations collectées par les moyens de mesure et/ou les moyens de visualisation. Selon une possibilité offerte par l'invention, le moyen de mesure de la position consistera en une roue dentée comportant au moins un aimant réparti, ou situé, sur les dents de la roue. Ainsi, le dispositif selon l'invention comprendra au moins un relais Reed, les aimants de la roue dentée provoquant sa fermeture ; chaque impulsion, correspondant à une fermeture, équivalent à une distance prédéterminée par la construction de ladite roue de sorte que la distance est immédiatement calculée en relevant le nombre d'impulsions du relais Reed. Un mode d'exécution de l'invention sera décrit ci-après, à titre d'exemple non limitatif, avec référence aux figures annexées dans lesquelles : - la figure 1 est un schéma bloc représentant les différents éléments constituant le dispositif pour la délivrance de substances et le prélèvement intracorporel par ingestion selon l'invention ; - la figure 2 est une vue en perspective, de côté, du dispositif selon l'invention ; la figure 3 illustre une pluralité de réservoirs contenant des substances pulvérulentes ; - la figure 4 illustre schématiquement les systèmes d'éjection de ladite substance équipant chacun des réservoirs représentés sur la figure 3 ; - la figure 5 est une vue schématique du système de déclenchement du prélèvement de contenu intestinal selon l'invention ; - la figure 6 illustre les différents éléments constituant le dispositif selon l'invention dans le cas du prélèvement. Comme cela est visible sur la figure 1, la capsule 1 selon l'invention se compose des éléments suivants : un module de base 2, comprenant toute l'électronique commune à toutes les fonctions : émetteurrécepteur, microprocesseur, capteurs de mesure des caractéristiques physique de l'environnement de la capsule et de sa localisation, interface de connexions, - un compartiment 3 pour la source d'énergie, constitué par exemple par une ou plusieurs piles, des modules fonctionnels 4,5, et 6 comme la délivrance de substances 4, le prélèvement et la biopsie 5 ainsi que pour l'imagerie via des moyens de visualisation 6. Le dispositif pour la délivrance de substances et le prélèvement intracorporel par ingestion selon l'invention nécessite également des installations externes, situées à distance du corps du patient ou de l'animal dans lequel la capsule 1 se trouve, afin d'obtenir une parfaite maîtrise de la capsule 1. Ainsi, ces installations, non représentées sur les figures, comprennent des moyens de communication avec ladite capsule 1 servant pour la transmission des ordres et des données, reliés à un moyen de commande par liaison filaire, par exemple via un bus RS 232. Le moyen de commande sert à assurer l'interface opérateur-capsule pour toutes les commandes, en particulier la délivrance de substances et/ou le prélèvement, ainsi que pour toutes les opérations de traitements, de stockage des données et de présentation des résultats. Ainsi, l'environnement de communication opérateur-capsule comprend classiquement un émetteurrécepteur pour la transmission des données, des informations et des ordres et un ordinateur, de type PC pour le traitement, la présentation des données et les indications concernant la manipulation, le stockage et l'impression des résultats. Bien entendu, le dispositif selon l'invention pourra également fonctionner de façon autonome, grâce à sa ou ses sources d'énergie et à son ou ses capteurs de position 7. Ainsi, la capsule sera préalablement programmée pour effectuer des mesures, des libérations de substances et/ou des prélèvements, soit de façon continue ou selon une durée prédéterminée soit par exemple à chaque fois qu'une certaine distance de déplacement est constatée par le capteur de position 7 ; étant entendu que ce capteur de position est apte à déterminer les distances parcourues. En effet, dans l'exemple choisi pour illustrer l'invention et visible sur la figure 2, le capteur de position 7 se compose d'une roue dentée 8, retenue par un bandeau de gélatine, non représenté sur les figures, qui se dissout dans l'estomac, sous l'effet des acides gastriques. Ainsi, un ou plusieurs aimants permanents sont répartis sur les dents de cette roue 8, provoquant la fermeture d'au moins un relais Reed 9, situé fixe sur l'un des côtés de la capsule 1. Chaque impulsion, correspondant à une fermeture dudit relais 9, correspond à une distance parcourue déterminée au préalable par construction de la roue dentée 8. Dans l'exemple choisi pour illustrer l'invention sur les figures 3 et 4, le module de libération 10 de substances consiste en une pluralité de réservoirs 11 présentant une même taille et une même forme, quatre selon la figure 3, de forme cylindrique et disposés de façon symétrique à l'intérieur d'un cylindre 12 de diamètre beaucoup plus grand. Bien entendu, les réservoirs 11 pourront présenter des dimensions et des formes différentes. Chaque réservoir 11 possède un jeu de piston 13, dit piston d'éjection, et présente à l'une de ses extrémités un moyen d'obturation 14, par exemple un bouchon ou un couvercle, apte à se refermer automatiquement après une libération partielle ou totale de la substance contenue dans chaque réservoir 11. Selon les figures 3 et 4, Chaque réservoir 11 est fermé par un bouchon 14, de forme et de matière adaptées, par exemple en plastique, silicone ou tout autre matériau bio-compatible, maintenu fermé par un élastique, non représenté sur les figures, maintenu solidaire à la base de chaque réservoir 11. Selon une autre version du dispositif de l'invention, le système piston 13 - ressort 16 peut être avantageusement remplacé par une membrane élastique faisant office de réservoir. La libération des substances contenues dans les réservoirs 11 rigides est déclenchée par un dispositif à came actionné par un module moto-réducteur classique. Le système de déclenchement de la libération est constitué d'un loquet 15 maintenant un ressort de poussé 16 comprimé. La came, monté sur l'axe central du module moto-réducteur d'entraînement, pousse le loquet 15, ce qui a pour effet de libérer le ressort 16. Le ressort 16, agissant sur le fond de l'extrémité opposée à l'ouverture du réservoir 11, expulse le contenu du réservoir 11, partiellement ou en totalité, vers l'extérieur. Ainsi, le contenu du réservoir 11 pousse le bouchon 14, ou le moyen d'obturation choisi, puis se répand dans l'intestin, ou tout autre organe ciblé. Lorsque la quantité désirée du contenu d'un réservoir 11 a été éjectée, le moyen d'obturation 14 referme le réservoir 11 sous l'effet de la traction de l'élastique. Le bouchon et le dispositif élastique de fermeture peuvent être avantageusement réalisés par moulage en une seule pièce. Une autre forme de réalisation prévoit un seul élastique pour la fermeture et le maintien de tous les bouchons. Dans une autre forme d'exécution, les bouchons peuvent être remplacés par une membrane, prédécoupée ou non, qui se déchire sous l'effet combiné de la poussée du piston et de la forme particulière de la plaque d'extrémité de la capsule. Idéalement, grâce à une forme particulière du bouchon 14, lors de la fermeture du réservoir 11 par le moyen d'obturation 14, ce dernier peut emprisonner une partie du contenu intestinal dans le réservoir 11. Bien entendu, ce système de prélèvement est particulièrement intéressant et adapté pour effectuer des prélèvements intracorporels. Selon les figures 5 et 6, le module de prélèvement 17 consiste également en une pluralité de réservoirs, non représentés sur ces figures, mais ces réservoirs étanches doivent pouvoir être placé en dépression par rapport à la pression corporelle, extérieure à la capsule 1. Dans le module de prélèvement 17, chaque réservoir comprend un dispositif de déclenchement électromécanique libérant un axe qui est poussé longitudinalement par un ressort maintenu en compression. L'axe comporte un plateau 18 dont le diamètre par rapport à celui de la chambre dans laquelle il coulisse, c'est-à-dire un des réservoirs, est dans un rapport déterminé. La chambre, ou le réservoir, est ici remplie d'une substance de viscosité déterminée. Typiquement, cette substance est du silicone. Ce dispositif permet de réguler la vitesse d'avance du piston 19 présent dans chaque réservoir. De la même manière que dans le module de libération 10, l'axe de sortie central est équipé d'une came 20 coopérant avec un levier de déclenchement 21 par réservoir, le levier 21 libérant un ressort de poussée de l'axe. Le corps de la capsule 1 comporte au moins un orifice obturable de façon étanche débouchant dans l'un au moins des réservoirs de sorte que le contenu intestinal est aspiré dans lesdits réservoirs dès l'ouverture dudit orifice, quand le réservoir présente une pression inférieure à celle du milieu extérieur à la capsule 1. Selon une possibilité de réalisation de la capsule et du module de prélèvement selon l'invention, non représentée sur les figures, les orifices par lesquels arrive le contenu intestinal débouchent dans un canal dans lequel coulisse l'axe. Le canal présente un diamètre supérieur à celui de l'axe, qui est guidé par un certain nombre de joints toriques dans son mouvement de translation. L'axe comporte une rainure circulaire qui, avant le déclenchement, est placée entre deux joints de telle façon que l'intrusion du liquide intestinal dans la chambre de stockage soit impossible. Au moment du déclenchement, l'axe se déplace longitudinalement et arrive à un moment donné à une position telle que la rainure de l'axe soit au même niveau que le dernier joint, mettant ainsi le réservoir de stockage en relation avec l'extérieur. Le liquide intestinal est alors aspiré par la dépression de la chambre de stockage, ici dénommé réservoir. Consécutivement, l'axe poursuit ensuite sa course et la rainure passe au-delà du dernier joint, l'étanchéité de la chambre est ainsi à nouveau assurée. L'invention est décrite dans ce qui précède à titre d'exemple. Il est entendu que l'homme du métier est à même de réaliser différentes variantes du dispositif pour la délivrance de substances et le prélèvement intracorporel selon l'invention, en particulier concernant le nombre ou la forme des réservoirs, les substances éjectées et les éléments intracorporel prélevés l'ajout de certaines fonctionnalités. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour la délivrance de substances et le prélèvement intracorporel par ingestion, en particulier à destination de l'intestin d'un patient ou d'un animal, d'une capsule (1) formé par un corps comportant une source d'énergie, un émetteur-récepteur, des moyens de mesure physique de l'environnement ainsi que de la position (7) dudit corps, un module pour la délivrance (4) de substances et/ou un module pour le prélèvement (5,17), le tout étant commandé par des moyens de commande caractérisé en ce que les moyens pour la délivrance de substances et de prélèvement consistent en une pluralité de réservoirs (11) rigides étanches, comprenant chacun un moyen d'éjection ou d'injection et un moyen d'obturation (14) étanche apte, après la libération ou l'aspiration d'une substance, à venir refermer automatiquement le réservoir (11). 2. Dispositif pour la délivrance de substances et le prélèvement intracorporel selon la revendication 1 caractérisée en ce qu'il comprend en outre des moyens de visualisation aptes à visualiser et/ou à stocker des images ou des données par voie optique. 3. Dispositif pour la délivrance de substances et le prélèvement intracorporel selon la revendication 1 caractérisée en ce que le moyen d'obturation (14) consiste en un bouchon, de forme et de diamètre adapté à l'ouverture d'un réservoir (11), maintenu fermé par un élastique. 4. Dispositif pour la délivrance de substances et le prélèvement intracorporel selon la revendication 1 caractérisée en ce que le moyen d'éjection consiste en un piston (13,19), ou une membrane élastique, actionné par un mécanisme mécanique et/ou électrique, par exemple un dispositif à came (20) actionné par un module motoréducteur. 5. Dispositif pour la délivrance de substances et le prélèvement intracorporel selon la revendication 1 caractérisée en ce que le moyen d'obturation (14) récupère, lors de son retour pour la fermeture du réservoir (11), une partie du contenu intestinal grâce par exemple à sa forme particulière. 6. Dispositif pour la délivrance de substances et le prélèvement intracorporel selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que les réservoirs (11) sont aptes à être placés en dépression par rapport à la pression extérieure à la capsule (1). 7. Dispositif pour la délivrance de substances et le prélèvement intracorporel selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le corps de la capsule (1) comporte au moins un orifice obturable de façon étanche débouchant dans l'un au moins des réservoirs (11) de sorte que le contenu intestinal est aspiré dans lesdits réservoirs (11). 8. Dispositif pour la délivrance de substances et le prélèvement intracorporel selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de commande extérieur, par exemple un ordinateur classique, ainsi qu'un moyen de communication avec ladite capsule (1), situés à distance. 9. Dispositif pour la délivrance de substances et le prélèvement intracorporel selon la revendication 8 caractérisé en ce que le moyen de commande extérieur comprend en outre des moyens de stockage pour stocker l'ensemble des informations collectées par les moyens de mesure et/ou les moyens de visualisation. 10. Dispositif pour la délivrance de substances et le prélèvement intracorporel selon la revendication 1 caractérisé en ce que le moyen de mesure de la position consiste en une roue dentée (8) comportant au moins un aimant réparti, ou situé, sur les dents. 11. Dispositif pour la délivrance de substances et le prélèvement intracorporel selon les revendications 1 et 10 caractérisé en ce qu'il comprend au moins un relais Reed, le ou les aimants de la roue dentée (8) provoquant sa fermeture ; chaque impulsion, correspondant à une fermeture, équivalent à une distance prédéterminée par la construction de ladite roue. 12. Dispositif pour la délivrance de substances et le prélèvement intracorporel selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'au moins un des réservoirs (11) contient des substances sous forme de poudres ou de granulés. 13. Dispositif pour la délivrance de substances et le prélèvement intracorporel selon la revendication 12 caractérisé en ce que les substances sont des médicaments. 14. Dispositif pour la délivrance de substances et le prélèvement intracorporel selon la revendication 1 caractérisé en ce que le moyen d'obturation consiste en une membrane, prédécoupée ou non, apte à se déchirer sous pression.