Brevet FR3000897A1 — publié le 20140718

La présente invention concerne les techniques consistant à soumettre des cellules dermiques à un champ électrique pour augmenter leur activité et/ou à utiliser un courant électrique pour faciliter la diffusion transdermique de substances actives, et concerne plus particulièrement un dispositif autorégulé d'électrostimulation et/ou iontophorèse La stimulation cellulaire par un champ électrique est utilisée dans de nombreuses applications. Ainsi l'électrostimulation décrite dans le brevet EP 0797421 sert à diminuer la douleur. L'électrostimulation peut également être utilisée pour le traitement des rides où on soumet les fibroblastes à un champ électrique pour augmenter leur taux de production de protéine, les protéines produites par les fibroblastes étant essentiellement le collagène et l'élastine et dont l'effet attendu est une amélioration de l'élasticité de la peau et donc un effet visible de réduction des rides. L'électrostimulation peut aussi être utilisée pour le traitement de la cicatrisation pour laquelle le champ électrique augmente la migration cellulaire et facilite ainsi la cicatrisation. L'iontophorèse telle que décrite dans le brevet EP 1727593 est une technique qui peut être utilisée à des fins cosmétiques et/ou médicales pour introduire des substances actives dans le derme de la peau au moyen d'un courant. Les substances actives qui se trouvent dans un réservoir ou dans un hydrogel sont généralement composées de molécules de complexité variable ayant des masses molaires importantes comprises entre 10.000 et 1.000.000 g.mo1-1. L'application d'un courant électrique par l'intermédiaire d'un timbre à la surface de la peau pendant une période de temps 30 relativement longue, comme c'est le cas dans l'électrostimulation ou l'iontophorèse, peut provoquer une modification des caractéristiques de la peau, voire des lésions allant d'un oedème superficiel à des brûlures profondes. Ces inconvénients peuvent être évités par une surveillance de 35 la résistance de la peau à l'endroit du timbre du fait qu'une modification de la structure de la peau due à l'imminence de l'apparition d'une lésion se manifeste par une variation de la résistivité cutanée. Ainsi le brevet français 2.755.842 décrit un procédé de mesure de la résistance électrique cutanée d'un patient soumis à une administration transdermique de médicament. Malheureusement, la résistance de la peau est une unité mesurable qui dépend des caractéristiques de la mesure (surface des électrodes, distance entre électrodes). Si l'on effectue une mesure de résistance et que l'on veut utiliser cette valeur de résistance mesurée pour déterminer la tension à appliquer sur le timbre afin de délivrer un courant spécifique à travers la peau, il est nécessaire de connaître les caractéristiques du dispositif de mesure. Par contre, la résistivité est une unité représentative de l'état de la peau indépendante des caractéristiques du dispositif de mesure. En outre, le procédé décrit dans brevet 2.755.842, bien que pouvant être appliqué plusieurs fois pendant le traitement, ne peut pas remédier aux variations très rapides de la résistivité de la peau (qui se répercutent sur la résistance) qui peut passer 20 de quelques centaines d'Ohm.cm à quelques dizaines d'Ohm.cm en fonction d'un certain nombre de paramètres tels que l'humidité, la sudation, la température, ou la présence de micro lésions_ C'est pourquoi, le but principal de l'invention est de fournir un dispositif d'électrostimulation et/ou iontophorèse qui 25 s'adapte continument aux changements de résistivité de la peau de façon à ne pas faire courir de risques et en particulier des risques de brûlures thermiques ou chimiques dues à des densités de courant trop importantes à son utilisateur. L'objet principal de l'invention est donc un dispositif 30 d'électrostimulation et/ou iontophorèse comprenant un timbre adapté pour être appliqué sur la peau d'un utilisateur et un générateur de tension adapté pour appliquer un courant de faible intensité à travers la peau de l'utilisateur par l'intermédiaire d'un système d'électrodes se trouvant dans le timbre. Ce 35 dispositif est caractérisé en ce qu'il comprend un autorégulateur qui fait varier la tension fournie par le générateur de tension en fonction de la mesure en continu de la résistivité de la peau de l'utilisateur sous le timbre. Un deuxième objet de l'invention est un dispositif d'électrostimulation et/ou iontophorèse dans lequel le système d'électrodes comprend une pluralité d'électrodes d'une première polarité connectées à une des bornes du générateur de tension et une pluralité d'électrodes de la seconde polarité connectées à l'autre borne du générateur de tension, les électrodes d'une première polarité étant disposées de façon alternée avec les électrodes de la seconde polarité et les électrodes se trouvant aux deux extrémités du timbre étant de même polarité. Un troisième objet de l'invention est un dispositif d'électrostimulation et/ou iontophorèse dans lequel chacune des électrodes, anode ou cathode, comprend une pluralité de points de contact de manière à répartir le courant appliqué sur plusieurs interfaces et donc de diviser la densité de courant locale. 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 de façon schématique un dispositif d'iontophorèse comportant un autorégulateur selon l'invention ; la figure 2 est un organigramme des étapes mises en oeuvre par l'autorégulateur durant l'application d'un traitement par le dispositif d'électrostimulation et/ou iontophorèse selon l'invention; et la figure 3 représente un timbre utilisé pour la mise en oeuvre dispositif d'électrostimulation et/ou iontophorèse selon l'invention. En référence à la figure 1, le dispositif selon l'invention comprend un timbre 10, appelé communément « patch », qui est appliqué sur la peau 12 de l'utilisateur au moyen d'un produit adhésif. A noter que la figure 1 représente un dispositif d'iontophorèse et que, dans ce cas, le timbre 10 n'est pas 35 directement appliqué sur la peau, mais par l'intermédiaire d'une couche 14 contenant des substances actives comme on le verra par la suite. Si le dispositif est utilisé simplement comme dispositif d'électrostimulation, le timbre 10 est appliqué directement sur la peau de l'utilisateur. Selon la caractéristique essentielle de l'invention, le dispositif comprend un autorégulateur 16. Ce dernier comprend un microprocesseur 18 alimenté par une source d'énergie électrique 20 telle qu'un accumulateur rechargeable ou une pile et qui commande l'application d'une tension à des électrodes se trouvant dans le timbre 10 par l'intermédiaire d'un générateur de tension 22. A noter que, la peau est une de la mesure. de de un de unité mesurable qui dépend des caractéristiques Par contre, la résistivité est une unité Le microprocesseur 18 reçoit des informations provenant deux entrées. La première entrée est fournie par un élément mesure de résistance 24 et la seconde entrée est fournie par élément de mesure de la température 26. comme il a déjà été mentionné, la résistance représentative de l'état de la peau indépendante des caractéristiques du dispositif de mesure. C'est pourquoi l'élément de mesure 24 détermine la résistance de la peau, ce qui est facile à réaliser, et le microprocesseur 18 calcule la résistivité de la peau, seul valeur significative de l'état de la peau, en utilisant les caractéristiques de l'élément de mesure qui lui ont été fournies préalablement. En plus de la résistivité de la peau, il faut tenir compte de la température de la peau fournie par l'élément de mesure de température 26 dans la mesure où la tension à appliquer doit également tenir compte de cette température. En outre, il est préférable pour un bon traitement que cette température ne dépasse pas une température prédéterminée. A partir de la valeur de la résistivité obtenue, le microprocesseur 18 calcule la tension à appliquer de façon à ce que cette tension soit toujours en deçà d'un seuil pouvant provoquer des lésions ou brûlures. L'autorégulateur 16 comprend également une interface de communication/programmation 28 lui permettant de recevoir de l'extérieur la configuration à utiliser comprenant les paramètres à utiliser, et de communiquer à l'extérieur les résultats du traitement mis en place. Dans le mode de réalisation préférentiel, l'interface 28 est connectée au moyen d'une antenne 5 30 à un ordinateur, téléphone portable au autre dispositif équivalent grâce à une liaison « Bluetooth ». A noter que le générateur de tension 22 peut fournir, sous la commande du microprocesseur 18, soit une tension continue, soit une tension alternative, soit une tension pulsée, dépendant du 10 traitement à appliquer. En référence à la figure 2 qui illustre l'organigramme des étapes suivies par le logiciel de l'autorégulateur, on commence par initialiser l'autorégulateur (étape 40) en lui fournissant une nouvelle configuration (étape 42) par l'interface 28 qui 15 comporte les caractéristiques du traitement à effectuer telles que la tension à appliquer et la durée du traitement. Puis l'autorégulateur effectue la mesure de la résistivité r (étape 44) au moyen de l'élément de mesure 24. On détermine alors si la résistivité de la peau est comprise entre une valeur 20 minimale rmir, et une valeur maximale rmax (étape 46). En effet, une valeur très faible de la résistivité signifierait que le système est en court-circuit et une valeur trop élevée impliquerait une tension trop élevée faisant courir des risques de brûlures à l'utilisateur. 25 Si la valeur de la résistivité n'est pas comprise entre rmin et rmax, une alarme est déclenchée (étape 48), alarme qui consiste en l'allumage d'un voyant lumineux (non montré). Si la valeur de la résistivité est comprise entre ces deux valeurs, la tension est ajustée à la valeur désirée (étape 50). 30 Puis l'autorégulateur effectue la mesure de la température T de la peau (étape 52) au moyen de l'élément de mesure 26, ce qui permet de déterminer si cette température est inférieure à une température prédéterminée Tm,, (étape 54). En effet, une température de la peau trop élevée est un indicateur de risques 35 de brûlures chimiques et une limitation de la température permet également d'avoir une sécurité supplémentaire dans le cas d'un traitement de longue durée, par exemple pour traiter les escarres. Si la température de la peau dépasse la température Tmax, une alarme est déclenchée (étape 48). Lorsque la température de la peau n'est pas supérieure à Tmax, le test suivant consiste à déterminer si le temps imparti au traitement a été atteint (étape 56). Si ce n'est pas le cas, le processus reboucle à la mesure de la résistivité (étape 44). Si c'est le cas, le processus s'arrête (étape 58). Un paramètre important du dispositif d'électrostimulation et/ou iontophorèse qui fait l'objet de l'invention est que la densité de courant traversant l'épiderme doit être inférieure à une densité prédéterminée estimée à lmA/cm2. En effet, si la densité de courant appliqué était supérieure à cette valeur, il y aurait des risques de brûlures. C'est pourquoi, selon un deuxième objet de l'invention, le dispositif comprend une pluralité d'anodes et une pluralité de cathodes alternées avec les anodes pour que le courant total se divise suivant plusieurs circuits anode-cathode de manière à ce que la densité du courant circulant d'une anode à une cathode soit inférieure à lmA/cm2. En outre, afin d'empêcher la formation de lignes de champ externes (à l'extérieur du dispositif), les deux électrodes se trouvant aux deux extrémités sont de même polarité, c'est à dire que ce sont deux anodes ou deux cathodes. Un dispositif multi-électrodes présente en outre un avantage 25 important, à savoir que la distance entre une anode et une cathode doit être inférieure à une distance prédéterminée fonction de la tension appliquée. En effet, il est important que les lignes de courant ne pénètrent pas dans l'hypoderme de manière à éviter de provoquer des microlésions musculaires ou 30 tendineuses par voie directe ou angio-ischémique. C'est pourquoi la distance entre l'anode et la cathode doit être inférieure à une distance prédéterminée fonction de la tension appliquée. Ainsi, pour une tension de 5v, la distance entre l'anode et la cathode doit être inférieure à 2cm. 35 Ainsi, la figure 3 représente un timbre de grandes dimensions (utilisé par exemple pour le front ou le cou) ayant une longueur d'environ 14cm comportant 4 anodes 60, 62, 64 et 66 alternées avec 3 cathodes 68, 70 et 72, les 2 électrodes d'extrémité du timbre étant 2 anodes comme il a été mentionné ci-dessus. Comme mentionné ci-dessus, la distance entre 2 électrodes est 5 inférieure ou égale à une distance prédéterminée, par exemple 2cm pour une tension appliquée de 5v. Pour la mesure de la résistance, le dispositif illustré sur la figure 3 comporte des ensembles de points de contact 74 et 76 connectés par les connexions 78 à l'élément de mesure 24. Les 10 points de contact 74 sont situés à mi-chemin entre l'anode 60 et la cathode 68, et les points de contact 76 sont situés à mi-chemin entre la cathode 68 et l'anode 62_ A noter que cette mesure peut se faire par tout moyen approprié tel qu'un pont de Wheatstone. 15 Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 3, un deuxième ensemble de points de contact est utilisé, à savoir les points de contact 80 situés à mi-chemin entre l'anode 64 et la cathode 72, et les points de contact 82 situés à mi-chemin entre la cathode 72 et l'anode 66 connectés à l'élément de mesure 26 20 par les connexions 84, ceci dans le but d'obtenir une valeur moyenne plus représentative de la résistance de la peau. La mesure de la température de la peau se fait par les ensembles de points de contact 86 et 88 connectés par les connexions 90 à l'élément de mesure de la température 26. De 25 façon préférentielle, les ensembles de points de contact sont des thermistances. Dans le mode de réalisation préférentiel illustré sur la figure 3, chaque électrode, anode ou cathode, est une électrode multipoint comportant 8 points de contact de façon à mieux point de 30 répartir le courant appliqué à travers contact est en un alliage or-nickel et a une surface de 5mm2. L'intérêt d'utiliser des multipoint découle du fait qu'une électrodes que l'épiderme de la peau n'est pas une surface lisse et simple électrode étant peu flexible, elle risque de se détacher 35 au moins partiellement de la peau et ainsi provoquer la création de mini arcs électriques ou de brûlures chimiques de l'épiderme la peau. Chaque par une augmentation de la densité de courant au point de contact. L'intensité du courant appliqué dans le cas de la figure 3 se répartit sur 3 cathodes, chacune étant constituée de 8 points de 5 contact. Par conséquent, l'intensité I du courant appliqué doit se conformer à l'inégalité 1/3 REVENDICATIONS1. Dispositif d'électrostimulation et/ou iontophorèse comprenant un timbre (10) adapté pour être appliqué sur la peau (12) d'un utilisateur et un générateur de tension (22) adapté pour appliquer un courant de faible intensité à travers la peau de l'utilisateur par l'intermédiaire d'un système d'électrodes se trouvant dans ledit timbre ; ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend un 10 autorégulateur (16) qui fait varier la tension fournie par ledit générateur de tension en fonction de la mesure en continu de la résistivité de la peau de l'utilisateur sous ledit timbre ; 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel ledit autorégulateur (16) comprend un élément de mesure de la 15 résistance de la peau (24), la valeur de la résistance permettant audit autorégulateur de calculer la valeur de la résistivité de la peau de l'utilisateur sous ledit timbre. 3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel une alarme est déclenchée lorsque la valeur de la résistivité de la 20 peau n'est pas comprise entre une valeur minimale et une valeur maximale 4. Dispositif selon la revendication 1, 2 ou 3, dans lequel ledit autorégulateur (16) comprend un élément de mesure de la température de la peau (26). 25 5. Dispositif selon la revendication 4, dans lequel une alarme est déclenchée lorsque la valeur de la température de la peau dépasse une valeur maximale. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel ledit système d'électrodes comprend une pluralité 30 d'électrodes d'une première polarité (60, 62, 64, 66) connectées à une des bornes dudit générateur de tension et une pluralité d'électrodes de la seconde polarité (68, 70, 72) connectées à l'autre borne dudit générateur de tension, lesdites électrodes d'une première polarité étant disposées de façon alternée aveclesdites électrodes de la seconde polarité et les électrodes se trouvant aux deux extrémités dudit timbre étant de même polarité. 7. Dispositif selon la revendication 6, dans lequel la distance entre une anode et une cathode adjacente est inférieure à une distance prédéterminée pour que les lignes de courant ne pénètrent pas dans l'hypoderme de manière à éviter de provoquer des microlésions musculaires ou tendineuses. 8. Dispositif selon la revendication 6 ou 7, dans lequel chacune desdites électrodes, anode ou cathode, comprend une pluralité de points de contact de manière à répartir le courant appliqué sur plusieurs interfaces et donc de diviser la densité de courant locale. 9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, utilisé 15 comme dispositif d'iontophorèse comportant, entre ledit timbre (10) et la peau de l'utilisateur, une couche de substances actives (14) introduites avec le courant dans la peau de l'utilisateur. 10. Dispositif selon la revendication 9, dans lequel ladite 20 couche de substances actives est sous forme d'hydrogel.