Brevet FR2905429A1 — publié le 20080307

L'invention concerne un dispositif de délivrance d'un liquide comportant une pompe comprenant une canalisation d'entrée apte à être reliée à un réservoir de liquide et reliée à un organe de contrôle d'entrée de la pompe, une canalisation de sortie reliée à un organe de contrôle de sortie de la pompe, une partie de pompage comprenant des moyens de commande munis d'une membrane de pompage et une chambre de pompage dont le volume est variable selon la déformation de la membrane de pompage. Un effet de siphonnement représente un problème majeur pour les utilisateurs de pompes injectant un médicament liquide. Si la pompe ou le réservoir de médicament liquide est situé à une hauteur supérieure à celle de l'emplacement d'injection sur le corps du patient, la colonne du liquide de la ligne d'injection crée une pression qui entraîne le liquide dans le corps du patient si la pompe n'est pas complètement étanche. Cette situation intervient souvent pour les pompes à injection ambulatoires qui contiennent le réservoir de médicament liquide, telles que les pompes à insuline du type CSII (Continuous Subcutaneous Infusion ofInsu/in). Si parmi les caractéristiques techniques de la pompe d'injection, on utilise un réservoir de médicament de liquide de volume variable, un danger similaire peut intervenir dans le cas où le réservoir est soumis à une pression. Si le réservoir est situé à l'intérieur d'un boîtier ventilé, comme cela est le cas pour les pompes de type CSII, et le système de ventilation devient inopérant, une telle pression peut se présenter. Dans la vie courante, ce cas peut se produire si un utilisateur d'un tel type de pompe prend un bain dans la mer ou une piscine avec cette pompe. Lorsque ce patient sort de l'eau, la membrane du filtre hydrophile qui protège le système de ventilation de l'entrée de l'eau, se bloque par le sel provenant du séchage de cette eau de mer et dans ce cas la pression de l'air du niveau de mer d'environ 100 kPa devient prisonnière à l'intérieur du boîtier. Par la suite, lorsque cet utilisateur monte dans un avion qui s'élève dans les airs rapidement jusqu'à l'altitude de croisière, dans laquelle la cabine présente une pression prédéterminée d'environ 72kPa qui est en dessous de la valeur de la pression du niveau de la mer, la pression qui était prisonnière dans le boîtier va entraîner une 2905429 2 poussée de 28 kPa du médicament liquide depuis le réservoir en direction du patient. Dans un cas alternatif de la vie courante un patient peut disposer sa pompe à un niveau plus élevé que le site d'injection. Selon la 5 longueur de la ligne d'injection et la différence de niveau précitée, une dépression va s'établir à la sortie de la pompe par l'effet siphon, par le poids du liquide. Dans ce cas aussi le médicament liquide sera entraîné par cette différence de pression (ou pression de siphon Psiph) vers le patient. Dans un cas typique, avec une ligne d'injection d'l mètre de 10 longueur et une densité du médicament proche de celle de l'eau, ces différences de pression peuvent atteindre jusqu'à 10 kPa. Dans tous ces cas se présente un danger dû à un facteur commun qui est la différence de pression positive (ou surpression) entre le réservoir de médicament liquide et l'emplacement d'injection au niveau du 15 corps du patient. Habituellement, pour pallier ce risque, on utilise des soupapes ( crack valves ) dans la zone de circulation du liquide, qui sont fermées par défaut et s'ouvrent à des pressions supérieures au maximum de différence de pression pouvant être attendu (EP 0 882 466). Cependant, la 20 pompe doit surmonter pour chaque injection la barrière érigée par cette soupape. Cette solution présente donc l'inconvénient d'augmenter la pression requise pour réaliser l'injection. Cette augmentation de la pression d'injection entraîne un endommagement au niveau de la quantité d'énergie consommée et de la précision de dosage de la pompe. De plus, 25 des différences de pression entre le réservoir et la sortie de la pompe, plus importantes que celles normalement attendues peuvent ouvrir la soupape. Le dimensionnement de la soupape est donc critique. Dans des pompes de type volumétrique (par exemple WO 90/15929 et EP183957), on peut utiliser une valve anti siphon (ASV) à 30 trois voies comme organe de contrôle de sortie de la pompe elle-même. Une telle valve anti siphon (voir 18 sur la figure 1 de WO 90/15929) fait partie intégrante de la pompe et elle présente un conduit d'entrée 20 et un conduit de sortie 3 pour le liquide ainsi qu'un port de référence (pression de référence Pref qui est la pression extérieure au dessus de la 35 membrane mobile 18a). Aucun écoulement de liquide n'est possible depuis le port de référence en direction de la sortie à travers une telle valve. La 2905429 3 zone de circulation de liquide entre l'entrée et la sortie s'ouvre ou se ferme en premier lieu en fonction des différences de pression entre le port d'entrée Pen et le port de référence Pref et entre le port de référence Pref et la sortie Psor. 5 Selon le dimensionnement de ces valves anti-siphon, ces deux différences de pression APen = Pen ù Pref et APsor = Pref ù Psor agissent simultanément sur la valve anti-siphon mais peuvent avoir des importances différentes pour l'ouverture de la zone de circulation comme il est montré schématiquement sur la figure 1. Dans ce schéma, un état de 10 la valve, caractérisé par les deux différences de pression APen et APsor, est représenté par un point avec les coordonnées (oPen , APsor). Si ce point est situé dans la zone hachurée la valve est fermée, sil le point est situé dans la zone non hachurée la valve est ouverte. La courbe qui sépare les deux zones, représente la transition entre l'ouverture et la fermeture, et elle est 15 donc caractéristique pour la valve. Pour expliquer le fonctionnement des valves anti-siphon on considère d'abord le cas où la pression d'entrée est en équilibre avec la pression de référence et oPen est donc égal à zéro. Ce cas particulier correspond à l'axe horizontal de la figure 1. Lorsque la différence de 20 pression APsor est supérieur à Ssor (seuil de pression en sortie), qui est une valeur fixe intrinsèque à la valve anti-siphon, alors la valve anti-siphon est fermée (zone hachurée de la figure 1). Inversement, lorsque la différence de pression APsor est inférieure à Ssor, alors la valve anti-siphon est ouverte (zone non hachurée de la figure 1). 25 Dans un autre cas particulier, qui correspond à l'axe vertical, si la pression de référence est en équilibre avec la pression de sortie et APsor est donc égal à zéro, la valve s'ouvre lorsque la différence de pression dPen est supérieure à Sen (seuil de pression en entrée), qui est une autre valeur fixe intrinsèque à la valve anti-siphon. 30 C'est donc soit quand APen augmente, soit quand APsor diminue (ou les deux à la fois) que l'on passe de la position de fermeture à la position d'ouverture de la valve anti-siphon, et inversement. La courbe représentative du principe d'ouverture et de fermeture de ces valves anti-siphon peut être décrite comme la fonction 35 f(APsor), et on comprends que la valve est ouverte dans des conditions 2905429 4 (APen , dPsor) Si APen > f(APsor)• On comprends également que les seuils de pression Ssor et Sen sont les intersections de cette fonction avec les axes. La figure 2 est un exemple plus général de courbe représentative du principe d'ouverture et de fermeture de ces valves anti- 5 siphon, pour une représentation qui n'est plus rectiligne comme sur la figure 1. (où f(APsor) = Sen + APsor (Sen/Ssor), mais qui présente une autre forme conforme au principe générale d'une relation f(APsor). Dans tous les cas de courbes représentant la relation f(APsor), quel que soit le point de départ (APen , APsor) représentant une situation 10 donnée de la valve : - si on part d'un emplacement situé dans la zone ouverte (zone non hachurée située à gauche de la courbe), et que l'on fait en sorte que APen diminue, dès que APen atteint ou reste en dessous de f(APsor) (Sen Si on est placé sur l'axe des ordonnées) alors ce passage de seuil de 15 pression conduit à la fermeture de la valve ; - si on part d'un emplacement situé dans la zone ouverte, et que l'on fait en sorte que APsor augmente, dès que APsor atteint ou reste en dessus de x, x étant la solution de l'équation APen = f(x), alors ce passage de seuil de pression conduit à la fermeture de la valve ; 20 - si on part d'un emplacement situé dans la zone fermée (zone hachurée située à droite de la courbe), et que l'on fait en sorte que APen augmente, dès que APen atteint ou reste au dessus de f(APsor) (Sen Si on est placé sur l'axe des abscisses) alors ce passage de seuil de pression conduit à l'ouverture de la valve; 25 - si on part d'un emplacement situé dans la zone fermée, et que l'on fait en sorte que APsor diminue, dès que APsor atteint ou reste en dessous de x, x étant la solution APen = f(x), alors ce passage de seuil de pression conduit à la ouverture de la valve. Ces valves anti-siphon dont le principe d'ouverture et de 30 fermeture est illustré sur les figures 1 et 2 présentent un seuil de pression en entrée Sen de valeur positive et un seuil de pression en sortie Ssor de valeur négative, de sorte que le point 0 (origine où APen = APsor = 0) est situé dans la zone fermée : on dit alors que la valve est fermée par défaut. 35 Selon une configuration idéale, la pression Pref du port ou de la chambre de référence est en équilibre avec la pression du liquide dans le 2905429 5 réservoir Pres de médicament liquide, donc Pres = Pref, et la valve ne s'ouvre que pour des différences de pression suffisamment petites APsor = Pres û Psor. Dans cette configuration idéale, des différences de pression supplémentaires entre le réservoir de liquide Pres et la sortie de la pompe 5 d'injection vont permettre la fermeture de la valve anti siphon (ASV), que ce soit du fait de l'agencement des pressions à l'intérieur de la pompe ou bien du fait d'une colonne de liquide aspirant le liquide depuis la sortie de la pompe. Dans de tels systèmes (décrits par exemple dans WO 90/15929 10 et EP183957) où la valve anti siphon est placée à la sortie de la pompe comme organe de contrôle de sortie de la pompe elle-même, on s'arrange pour que Pres = Pref. Dans le cas du scénario catastrophe décrit précédemment, si du sel provenant de l'eau de baignade bloque la ventilation du boîtier contenant la pompe, la pression de l'air du niveau de 15 mer d'environ 100 kPa devient prisonnière à l'intérieur du boîtier comme pression de référence Pref, de sorte que lorsque l'utilisateur est dans une cabine d'avion où la pression est de 72kPa, la surpression de 28 kPa va ouvrir l'organe de contrôle d'entrée (la soupape 16 dans la figure 1 de W090/15929) et la pression du réservoir de 100 kPa va s'équilibrer avec la 20 pression à l'entrée de la valve anti-siphon (la zone 20 dans la figure 1 de WO 90/15929) et on arrive à Pen = Pres = Pref et en conséquence LPen = 0 et APsor = 28 kPa. La valve anti-siphon sera donc bien fermée, si Ssor _ Sen et la valve est fermée si APen Ssor et la valve anti-siphon 4restera donc bien fermée. Ainsi, dans les deux modes de réalisation représentés sur les figures 3 et 4, la valve 4 extérieure présente trois ports (conduit d'entrée 3, de sortie 7 et chambre de référence 5 qui est située en dehors du 25 circuit de liquide). Cette valve 4 sert de sécurité entre la pompe 1 et le patient, car elle reste en principe ouverte et ne se ferme qu'en cas de problème potentiel (si son chemin fluidique de sortie se trouve en dépression par rapport à la pression extérieure au dispositif). REVENDICATIONS 1. Dispositif de délivrance d'un liquide comportant : - une pompe (1) comprenant une canalisation d'entrée (8) apte à être reliée à un réservoir de liquide (6) et reliée à un organe de contrôle d'entrée de la pompe (1), une canalisation de sortie (2) reliée à un organe de contrôle de sortie de la pompe (1), une partie de pompage comprenant des moyens de commande munis d'une membrane de pompage et une chambre de pompage dont le volume est variable selon la déformation de la membrane de pompage, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une valve anti-siphon (4) extérieure à la pompe (1), présentant un conduit d'entrée (3) connecté à la canalisation de sortie (2) de la pompe (1) et un conduit de sortie (7) entre lesquels sont disposés un siège (11a) et un organe mobile (11) aptes à coopérer ensemble et qui délimitent, entre le conduit d'entrée (3) et le conduit de sortie (7), une zone de circulation de liquide étanche, ledit organe mobile (11) étant apte à passer d'une position d'ouverture permettant l'écoulement de liquide dans ladite zone de circulation, à une position de fermeture, dans laquelle l'organe mobile (11) vient en contact avec le siège (11a) de la valve (4) et empêche toute circulation dans ladite zone de circulation, ledit organe mobile (ii) étant soumis à la pression d'une chambre de référence (5) qui n'est pas en communication de fluide avec le conduit de sortie (7). 2. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le siège (lia) et/ou l'organe mobile (11) de ladite valve anti-siphon (4) est réalisé en un matériau souple. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le passage entre la position de fermeture et la position d'ouverture de l'organe mobile (il) de la valve anti-siphon (4) est commandée au moins par la pression (Pref) régnant dans la chambre de référence (5). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'organe mobile (11) est en position d'ouverture lorsque ladite valve est en position d'équilibre dans laquelle les pressions dans le conduit d'entrée (3) (Pen), dans le conduit de sortie (7) (Psor) et dans la chambre de référence (5) (Pref) sont égales entre elles, 2905429 19 en ce que l'organe mobile (11) passe en position de fermeture, depuis ladite position d'équilibre de la valve anti-siphon (4), si la pression dans le conduit de sortie (7) (Psor) est abaissée au moins de la valeur d'un seuil de pression en sortie (Ssor) prédéterminé, les pressions dans le conduit 5 d'entrée (3) (Pen) et dans la chambre de référence (5) (Pref) restant constantes, et en ce que l'organe mobile (11) passe en position de fermeture, depuis ladite position d'équilibre de la valve anti-siphon (4), si la pression dans la chambre de référence (5) (Pref ) est augmentée au moins de la valeur 10 absolue d'un seuil de pression en entrée (Sen) prédéterminé, les pressions dans le conduit de sortie (7) (Psor) et dans la chambre de référence (5) (Pref) restant constantes. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pompe (1) est une micropompe. 15 6. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit conduit de sortie (7) de la valve anti-siphon (4) est reliée à une ligne d'injection et en ce que ledit seuil prédéterminé de pression de fermeture (Ssor) est inférieur à l'opposé de la pression de siphon (- Psiph) régnant dans la valve, si ladite ligne d'injection est disposée de façon verticale 20 avec l'extrémité distale en bas. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite valve (4) présente un corps de valve (10) dans lequel sont formés ledit conduit d'entrée (3), ladite zone de circulation et le conduit de sortie (7). 25 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit organe mobile (11) appartient à un film flexible qui est fixé de façon étanche à la surface du corps de valve (10), et s'étend le long de ladite zone de circulation. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que 30 ledit film est réalisé en un matériau élastique. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite pression de référence (Pref) est sensiblement égale à la pression régnant dans la canalisation d'entrée (8) de la pompe (1). 2905429 20 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite chambre de référence (5) est en communication avec la canalisation d'entrée (8) de la pompe (1). 12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 précédentes caractérisé en ce qu'il comporte en outre un réservoir de liquide (6) relié à ladite canalisation d'entrée (8) de la pompe (1). 13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que la chambre de référence (5) est soumise à la même pression (Pref) que la pression (Pres) régnant dans le réservoir de liquide (6). 10 14. Dispositif selon la revendication 12 ou 13, caractérisé en ce que ledit réservoir de liquide (6) présente un volume variable. 15. Dispositif selon la revendication 13 ou 14, caractérisé en ce que la pression (Pres) régnant dans ledit réservoir de liquide (6) est sensiblement égale à la pression régnant à l'extérieur du réservoir de 15 liquide (6). 16. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que ledit réservoir de liquide (6) comporte un corps de réservoir fixe (13) et une paroi de réservoir mobile (14) délimitant la cavité dudit réservoir de liquide (6). 20 17. Dispositif selon la revendication 16, caractérisé en ce que ladite paroi de réservoir mobile (14) est fixée de façon étanche à la surface extérieure du corps de réservoir fixe (13). 18. Dispositif selon la revendication 16, caractérisé en ce que ladite paroi de réservoir mobile (14) est formée d'un film flexible, de 25 préférence réalisé en un matériau polymère. 19. Dispositif selon la revendication 18, caractérisé en ce que ladite paroi de réservoir mobile (14) est réalisée en un matériau élastique. 20. Dispositif selon les revendications 7 et 15, caractérisé en ce que ledit corps de valve fixe (10) et ledit corps fixe (13) de réservoir 30 sont formés d'une seule pièce formant un corps fixe (10/13). 21. Dispositif selon la revendication 20, caractérisé en ce que ladite valve (4) et ledit réservoir de liquide (6) sont délimités par la même 2905429 21 surface (9/12) dudit corps fixe (10/13) formant le corps de valve (10) et le corps de réservoir (13). 22. Dispositif selon les revendications 8 et 18, caractérisé en ce que ledit film flexible de l'organe mobile (11) et le film flexible de ladite 5 paroi de réservoir mobile (14) sont réalisés à partir du même film flexible. 23. Dispositif selon la revendication 22, caractérisé en ce que ledit film flexible (11/14) comporte une première couche flexible et une deuxième couche souple située sur la face du film (11/14) tournée vers le réservoir (6) et vers le siège (11a) de la valve anti-siphon (4). 10 24. Dispositif selon les revendications 21 et 22, caractérisé en ce que ledit film flexible (11/14) est fixé contre ladite surface du corps fixe (10/ 13) de façon étanche pour former ladite zone de circulation de ladite valve anti-siphon (4) et la cavité dudit réservoir de liquide (6). 25. Dispositif selon la revendication 24, caractérisé en ce que 15 ledit film flexible (11/14) est fixé de façon étanche contre ledit corps fixe (10/ 13) par soudage par ultrasons, par soudage thermique, ou par soudure par laser. 26. Dispositif selon la revendication 24, caractérisé en ce que ledit film flexible (11/14) est fixé de façon étanche contre ledit corps fixe 20 (10/ 13) par collage. 27. Dispositif selon la revendication 24, caractérisé en ce que ledit film flexible (11/14) est fixé de façon étanche contre ledit corps fixe (10/ 13) à l'aide de l'ajustage de précision sous pression. 28. Dispositif selon la revendication 24, caractérisé en ce que 25 ledit film flexible (11/14) est fixé de façon étanche contre ledit corps fixe (10/ 13) par une technique de retenue. 29. Dispositif selon la revendication 16, caractérisé en ce que ledit réservoir de liquide (6) comporte en outre un capot (15) monté sur ledit corps de réservoir fixe (13), ladite paroi de réservoir mobile (14) 30 étant logée entre ledit capot (15) et ledit corps de réservoir fixe (13). 30. Dispositif selon la revendication 29, caractérisé en ce que ladite chambre de référence (5) est reliée à l'espace délimité entre le capot (15) et la paroi de réservoir mobile (14). 2905429 22 31. Dispositif selon la revendication 20 et la revendication 29, caractérisé en ce que ledit capot (15) est monté sur ledit corps fixe (10/13) formant ledit corps de valve fixe (10) et ledit corps fixe (13) de réservoir, ledit capot (15) et ledit corps fixe (13) délimitant un espace qui 5 renferme ledit réservoir de liquide (6) et ladite chambre de référence (5). 32. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pompe (1) est une pompe du type volumétrique. 33. Dispositif selon la revendication 32, caractérisé en ce que 10 ladite pompe (1) est auto amorçante en l'absence de la valve anti-siphon (4), c'est-à-dire que ladite pompe (1) comporte un rapport de compression qui est plus élevé que le rapport des pressions d'ouverture absolues des organe de contrôle d'entrée et de sortie 34. Dispositif selon la revendication 33, caractérisé en ce que 15 la pompe (1) présente un petit volume de pompage plus petit que 10 pI, de préférence plus petit que 1 pl, de préférence plus petit que 500 nl. 35. Dispositif selon la revendication 34, caractérisé en ce que la pompe (1) est fabriquée par les techniques de micro usinage.