Brevet FR2880260A1 — publié le 20060707

La présente invention concerne la cryothérapie et en particulier une compresse réfrigérante adaptée pour les applications cryothérapeutiques sur la peau d'un patient ainsi que pour toute autre application cryothérapeutique utilisant des compresses réfrigérantes. La cryothérapie est utilisée depuis très longtemps dans les traitements de traumatologie. La manière de faire de la cryothérapie a évolué mais surtout l'évolution des connaissances physiologiques a permis de mieux comprendre les effets et de définir les champs et modalités d'application. L'application de froid sur la peau entraîne 3 effets physiologiques: - un effet vasculaire: le froid entraîne une vasoconstriction des vaisseaux, ce qui, dans la pathologie traumatique, réduit 15 ou empêche la formation d'un hématome, - un effet métabolique: le froid entraîne une diminution du métabolisme cellulaire et de l'activité enzymatique, ce qui a pour effet de diminuer les oedèmes dans de nombreuses pathologies, et - un effet neurologique: le froid détermine une augmentation du seuil sensible de la douleur par le ralentissement de la transmission de l'influx nociceptif et par l'effet Gate control c'est-à-dire une inhibition au niveau de la corne postérieure de la moelle. C'est au début des années 70 que des études sur la cryothérapie ont démontré que pour être réellement efficace il fallait arriver à créer un choc thermique , c'est-à-dire un très grand abaissement de la température en un minimum de temps. Il faut savoir que, dans les conditions normales, la température cutanée est aux alentours de 34 C. C'est cette température qui doit être abaissée un maximum en un minimum de temps. Le froid entraîne un ralentissement de la conduction nerveuse, pour autant que la température cutanée soit amenée en dessous de 15 C, sinon le traitement est inefficace et ne déclenche pas les effets escomptés. Mais il faut savoir, qu'in vivo, une température inférieure à environ 5 C peut provoquer des engelures ou créer des lésions nerveuses. Donc, le choc thermique consiste a faire passer la température cutanée de 34 à moins de 15 C mais sans descendre sous les 5 C. Une fois respectés les critères d'efficacité de température cutanée qui doit être maintenu entre 5 C et 15 C, la notion de durée de la cryothérapie est aussi essentielle pour obtenir un effet thérapeutique maximum. Cette durée évaluée dans de nombreuses études cliniques médicales est comprise entre 15 et 25 mn et de préférence égale à 20 minutes. En effet, une application de moins de l5mn ne permet d'obtenir que des effets thérapeutiques partiels, et au-delà de 25mn d'application, le corps humain peut engendrer un mécanisme de réaction face à la cryothérapie appelée hunting effect (syndrome de chasse), qui consiste en une brusque vasodilatation réactionnelle pouvant annihiler les effets thérapeutiques recherchés. Le troisième et dernier critère d'une cryothérapie efficace est de pouvoir appliquer cette dernière sur l'ensemble de la zone cutanée à traiter. Il faut donc que l'ergonomie du produit cryothérapeutique soit parfaitement adaptée pour pouvoir appliquer et délivrer le froid sur toute la zone à traiter et non pas seulement partiellement. Les critères qui viennent d'être énoncés s'appliquent à l'application classique de cryothérapie. Mais il existe d'autres applications utilisant des compresses réfrigérantes et pour lesquelles la durée d'application du froid dépasse 20 mn et peut même dépasser plusieurs heures. Il existe actuellement plusieurs composés pouvant être utilisés dans les compresses pour faire descendre la température de congélation tels que du glycol propylène, de la méthyl cellulose et de l'eau dans une poche de polyester et également du gel de silicate et de l'eau dans une poche en polyvinyle. Ces deux produits doivent être placés au congélateur et en sont retirés au moment de l'usage. Pour chacun d'eux, la concentration des solutés est telle que la compresse se trouve entièrement congelée lorsqu'elle est placée dans un congélateur domestique standard, dont la température de congélation se situe entre - 17 et -18 C. Les deux produits mentionnés ci-dessus remplissent les deux premières conditions exigées dans la cryothérapie classique, à savoir faire descendre rapidement la température cutanée entre 5 et 15 C et la maintenir ainsi durant 20 mn. Mais en revanche, le troisième critère d'ergonomie n'est pas possible avec ce type de compresses car elles sont totalement congelées et ne s'adaptent donc pas à la zone anatomique à traiter, générant une cryothérapie partielle. Il existe également des compresses de cryothérapie instantanées . Elles sont à base de nitrate d'ammonium, d'eau et de chlorure de calcium ou d'urée. Avant usage, le nitrate d'ammonium est enfermé, au sein de la compresse, dans une poche qui le sépare de l'eau et du soluté. Au moment de l'emploi, par pression manuelle sur cette partie de la compresse, le nitrate d'ammonium est mélangé instantanément au reste de la solution, et de ce fait abaisse instantanément la température de la compresse. Ce type de produit permettant une cryothérapie instantanée remplit le premier critère de chute rapide de la température cutanée dans la fourchette 5-15 C, mais se réchauffe extrêmement rapidement, De ce fait, la température ne peut pas être maintenue dans cette fourchette au-delà de 10mn. Par conséquent, le but de l'invention est de fournir une compresse réfrigérante qui fait descendre rapidement la température cutanée entre 5 C et 15 C et la maintient ainsi pendant une durée adéquate, par exemple de 20 mn dans l'application à la cryothérapie ou même de plusieurs heures dans d'autres applications, et qui est adaptée pour pouvoir appliquer et délivrer le froid sur toute la zone à traiter et non pas seulement partiellement. L'objet de l'invention est donc une compresse réfrigérante adaptée pour les applications cryothérapeutiques comprenant au moins un élément constitué d'une enveloppe souple étanche renfermant une solution dans l'eau d'un composé abaissant le point de congélation de la solution à une température prédéterminée égale ou légèrement inférieure à la température du congélateur dans lequel est conservé la compresse, la solution étant en contact avec la paroi de la enveloppe souple. L'élément, si la compresse n'est formée que d'un seul élément, ou chaque élément si elle est formée d'une pluralité d'éléments, contient une partie intérieure entourée par la solution en contact avec la paroi, la partie intérieure étant solide à la température prédéterminée de manière à ce que, lorsque la compresse retirée du congélateur est posée sur la surface de la peau du patient, elle épouse la forme de la surface de la peau grâce à la solution en contact direct avec la paroi de l'enveloppe souple tout en abaissant la température de la peau entre 5 C et 15 C. Selon un premier mode de réalisation, la compresse réfrigérante est constituée d'un ou plusieurs éléments identiques constitués chacun d'une enveloppe souple étanche renfermant la solution, les éléments étant soudés entre eux par un point ou une ligne de soudure de façon à assurer une flexibilité à la compresse lui permettant d'épouser la forme de la surface de la peau du patient. Selon un deuxième mode de réalisation, la partie intérieure est constituée d'un ou plusieurs éléments constitués d'une enveloppe souple remplie d'eau excepté un petit volume d'air de sorte que, lorsque la compresse est sortie du congélateur où elle est conservée pour être utilisée, le ou les éléments contenant de la glace alors que la solution est toujours liquide. Les buts, objets et caractéristiques de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit faite en référence aux dessins dans lesquels: la figure 1 représente un premier mode de réalisation d'une compresse selon l'invention, la figure 2 représente une variante du premier mode de réalisation illustré sur la figure 1, et la figure 3 représente un deuxième mode de réalisation de l'invention. Une compresse 10 selon l'invention illustrée sur la figure 1 est constituée d'une pluralité d'éléments 12 en forme de boudins à section circulaire de préférence, réunis ensemble par un point de soudure. Chaque boudin a de préférence une longueur comprise entre 10 cm et 15 cm et une section de diamètre compris entre 1 cm et 3 cm, bien que toutes autres dimensions pourraient être utilisées. A noter que la section des boudins pourrait être rectangulaire, ovale, ou de toute autre forme. Chaque élément 12 est constitué d'une poche en matière plastique ou toute autre matière souple non tissée remplie d'une solution réfrigérante en laissant toutefois un petit volume d'air. Chaque élément est fixé aux éléments adjacents par une ligne de soudure longitudinale. Ainsi, chaque élément étant souple, la compresse 10 est flexible dans toutes les dimensions et s'adapte efficacement à la surface de la peau du patient dans la dimension longitudinale représentée par la flèche 14 d'une part, mais également dans la dimension transversale d'autre part grâce aux lignes de soudure qui procurent une flexibilité à la compresse dans cette dimension représentée par la flèche 16. La solution réfrigérante remplissant chaque élément 12 est une solution dans l'eau d'un composé abaissant la température de congélation de l'eau. La concentration du composé doit être suffisante pour abaisser la température de congélation de la solution à la température à laquelle la compresse est conservée dans un congélateur, soit une température comprise entre -25 C et -15 C. Le composé mis en solution dans l'eau peut être choisi parmi les composés suivants: chlorure de sodium, chlorure de calcium, chlorure de magnésium, méthanol, glycol, curcumine, caroténoïde, xantophylle, anthocyane (Delphinidine) ou un polymère absorbant. Lorsque la compresse est dans le congélateur, sa température descend jusqu'à la température de congélation de la solution. A cette température de congélation, la solution passe de la phase liquide à la phase solide. Mais là interviennent deux phénomènes physiques dont les effets s'ajoutent pour aboutir au même résultat. Un premier phénomène connu depuis très longtemps et qui s'apparente à la surfusion est qu'une couche de quasi-liquide entoure la glace formée à la température de congélation. Le deuxième phénomène est propre à l'eau. Du fait que la masse volumique de la glace est inférieure à celle de l'eau, même s'il s'agit d'une solution aqueuse comme c'est le cas ici, le volume d'air restant dans l'élément est comprimé par l'expansion en volume de la partie de la solution transformée en glace. Ceci crée une pression à l'intérieur de l'élément. La pression étant plus élevée que la pression atmosphérique d'origine, la température de congélation de la solution sous pression diminue comme le montre le diagramme d'état de l'eau. Par conséquent une grande partie de la solution reste liquide. Ce phénomène s'ajoutant au précédent, la solution liquide entoure le bloc de glace se tenant au centre de la poche. Dans la mesure où c'est la solution liquide qui est en contact avec la paroi de la poche, celle-ci garde sa souplesse et vient épouser la surface de la peau du patient remplissant ainsi le critère ergonomique souhaité. Du fait que le centre de la poche est occupé par un bloc de glace qui, comme chacun sait, présente une chaleur latente de changement d'état, la température de la solution reste longtemps à la température de congélation du fait que l'énergie thermique provenant de la peau du patient servent principalement à transformer la glace en solution liquide. Ce temps est suffisant pour que la température de la peau soit maintenue entre 5 C et 15 C pendant une durée importante et en particulier pendant au moins 20mn. La compresse selon l'invention peut avoir une forme quelconque, mais il est préférable que la compresse soit constituée d'une pluralité d'éléments comme celle illustrée sur la figure 1. Comme déjà mentionné, cette forme permet une flexibilité dans toutes les dimensions et donc une bonne adaptation à la surface de la peau. Ainsi, selon une variante du premier mode de réalisation illustré sur la figure 2, la compresse 20 est constituée d'une pluralité d'éléments en matière plastique ou en toutre autre matière souple non tissée en forme de cubes 22 dont le côté est compris entre 1 cm et 3 cm. Au départ, chaque cube est rempli par une solution aqueuse comme pour la compresse illustrée sur la figure 1, en ayant soin de laisser un petit volume d'air comme précédemment. Les cubes sont soudés entre eux par un point de leur paroi ou par les arêtes qui se trouvent à la partie inférieure. Cette fixation permet une flexibilité de la compresse dans toutes les dimensions, et en particulier dans la dimension longitudinale 24 et dans la dimension transversale 26. La compresse peut ainsi bien s'adapter à la surface de la peau du patient et donc remplir le critère ergonomique recherché. Selon un deuxième mode de réalisation, la compresse est constituée d'une poche intérieure se trouvant à l'intérieur d'une poche extérieure, toutes les deux en matière plastique ou en toute autre matière souple non tissée. La poche intérieure est soit une poche simple, soit constituée d'une pluralité d'éléments réunis entre eux comme dans le premier mode de réalisation. Ainsi, la compresse illustrée sur la figure 3 est une poche 30 renfermant une poche intérieure 32 de forme identique à la compresse 20 représentée sur la figure 2, c'est-à-dire formée d'une pluralité d'éléments cubiques. Mais à la différence du premier mode de réalisation, les éléments constituant la poche intérieure sont remplis par de l'eau pure (en laissant toujours un petit volume d'air). Par contre, la poche 30 contenant la poche intérieure 20 est remplie avec la solution d'un composé dans l'eau, composé qui a été défini précédemment. La concentration du composé est choisie de telle sorte que la température de congélation de la solution soit inférieure à la température du congélateur dans lequel est placée la compresse en attendant d'être utilisée. Par conséquent, à la température du congélateur, le contenu des éléments de la poche intérieure est sous forme de glace alors que le reste du contenu de la poche 30 qui entoure la poche intérieure 20 est toujours sous forme liquide. La poche 30 est donc flexible et s'adapte facilement à la peau du patient. L'avantage de ce deuxième mode de réalisation est que la température de la compresse est maintenue longtemps basse, ce qui permet de pouvoir pratiquer la cryothérapie pendant une durée importante, et en particulier pendant au moins 20 mn, sans problème. En effet, La conductivité thermique de l'eau est faible comparée à celle de la glace (4 fois plus faible) alors que la capacité calorifique massique de l'eau est très élevée (2 fois plus élevée que celle de la glace). Par conséquent, les calories fournies par la peau du patient se transmettent difficilement à la poche intérieure contenant la glace et servent principalement à élever la température de la solution lentement du fait de sa capacité calorifique élevée sans faire fondre la glace de la poche intérieure, ce qui maintient une température basse de la compresse pendant longtemps. Dans les deux modes de réalisation de l'invention, l'élément ou chaque élément de la compresse comprend une partie intérieure entourée par la solution en contact avec la paroi extérieure de la compresse, cette partie intérieure étant solide à la température du congélateur dans lequel est conservée la compresse. La différence entre les deux modes de réalisation tient principalement au fait que, dans le deuxième mode de réalisation, la partie intérieure se trouve emprisonnée dans une poche souple alors que ce n'est pas le cas dans le premier mode de réalisation. A noter que, grâce aux propriétés énoncées ci-dessus et, bien sûr, en choisissant un composé adéquat ainsi qu'une concentration suffisante de ce composé dans la solution, il est possible, dans le deuxième mode de réalisation, de maintenir la température de la peau entre 5 C et 15 C pendant une durée dépassant 4 heures. Ce résultat peut être utilisé avantageusement en incorporant plusieurs compresses dans des poches intérieures (2 au minimum) d'un gilet de confort. Un tel gilet permet la régulation de la température corporelle en évitant les coups de chaleur dans le cas d'environnements hostiles (par ex. près des hauts fourneaux ou les pompiers) ou pour les particuliers à domicile ou pendant le sport à l'extérieur. 2880260 10 Revendications 1. Compresse réfrigérante (10, 20 ou 30) adaptée pour des applications cryothérapeutiques sur la peau d'un patient caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un élément (12 ou 22) constitué d'une enveloppe souple étanche renfermant une solution dans l'eau d'un composé abaissant le point de congélation de ladite solution à une température prédéterminée égale ou légèrement inférieure à la température du congélateur dans lequel est conservée la compresse en laissant un petit volume d'air de telle sorte que la compresse étant retirée du congélateur. Ledit élément si ellé n'est formée que d'un seul élément, ou chaque élément si elle est formée d'une pluralité d'éléments, contient une partie intérieure solide, entourée par une couche quasi liquide de ladite solution en contact avec ladite paroi, de manière à ce que, lorsque ladite compresse est posée sur la surface de la peau du patient, elle épouse la forme de la surface de la peau grâce à ladite solution en contact direct avec la paroi de ladite enveloppe souple tout en abaissant la température de la peau entre 5 C et 15 C. 2. Compresse réfrigérante (10 ou 20) selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle est constituée d'un ou plusieurs éléments identiques constitués chacun d'une enveloppe souple étanche renfermant ladite solution, lesdits éléments étant soudés entre eux par un point ou une ligne de soudure de façon à assurer une flexibilité à la compresse lui permettant d'épouser la forme de la surface de la peau du patient. 3. Compresse réfrigérante (10) selon la revendication 3, caractérisée en ce que lesdits éléments sont des boudins (12) d'une longueur comprise entre 10 cm et 15 cm et d'une section circulaire de diamètre compris entre 1 cm et 3 cm. 4. Compresse réfrigérante (20) selon la revendication 3, caractérisée en ce que lesdits éléments sont des cubes (22) dont le côté est compris entre 1 cm et 3 cm. 5. Compresse réfrigérante (30) adaptée pour des applications cryothérapeutiques sur la peau d'un patient, caractérisée en ce qu'elle comprend une poche souple extérieure contenant une solution dans l'eau d'un composé abaissant le point de congélation de ladite solution à une température prédéterminée égale ou inférieure à la température du congélateur dans laquelle se trouvent conservés la compresse et au moins un élément intérieur (32) constitué d'une enveloppe souple remplie d'eau excepté un petit volume d'air de sorte que, lorsque la compresse est sortie dudit congélateur pour être utilisée, ledit ou lesdits éléments intérieurs contiennent de la glace alors que ladite solution se trouvant dans la poche extérieure est toujours liquide. 6. Compresse (30) selon la revendication 6, caractérisée en ce lesdits éléments sont des cubes dont le côté est compris entre 1 cm et 3 cm. 7. Compresse (10, 20 ou 30) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit composé est choisi dans le groupe consistant en chlorure de sodium, chlorure de calcium, chlorure de magnésium, méthanol, glycol, curcumine, caroténoïde, xantophylle, anthocyane (Delphinidine) ou un polymère absorbant. 8. Compresse (10, 20 ou 30) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que ladite température prédéterminée est égale à environ -18 C. 9. Application cryothérapeutique consistant en un gilet de confort dans les poches duquel est incorporée au moins une compresse (30) selon la revendication 6 ou 7.