Brevet FR3062800A1 — publié le 20180817

Aiguille de prélèvement de liquide et dispositif de prélèvement équipé d'une telle aiguille La présente invention concerne une aiguille de prélèvement de liquide et un dispositif de prélèvement équipé d'une telle aiguille. Un tel dispositif de prélèvement est notamment destiné à équiper un dispositif de mesure apte à quantifier au moins un élément d'un échantillon. L'invention peut notamment être utilisée dans un instrument d'analyses médicales. Un instrument d'analyses médicales permet de manipuler des échantillons, généralement issus d'un patient pour lequel on souhaite apporter une réponse médicale adaptée, et des produits ou réactifs, permettant de générer une réaction chimique ou biologique afin de mesurer au moins un paramètre biologique ciblé. L'instrument reproduit de façon automatisée des gestes et des pratiques que des opérateurs feraient manuellement. Automatiser de telles séquences est gage de reproductibilité des mesures, ces dernières n'étant alors pas dépendantes de l'opérateur. Un instrument d'analyses médicales combine pour cela plusieurs sous-ensembles qui permettent de dérouler une méthodologie de tests biologiques. Ces modules sont, par exemple, une section « échantillons » permettant le stockage et la mise à disposition de tubes d'échantillons issus des patients, une section « produits » permettant le stockage et la mise à disposition de flacons de réactifs, une section « analytique » permettant de réaliser la mesure d'au moins un paramètre défini, ou encore une section comportant au moins un bras de prélèvement et de distribution permettant de manipuler aussi bien les produits, c'est-à-dire les réactifs, que les échantillons, dans le but de constituer le milieu réactionnel permettant la mesure du paramètre biologique précité. 3062 800 2 Chaque bras de prélèvement peut comporter plusieurs modules, l'un des modules étant formé par une tête de prélèvement. Cette dernière permet de prélever automatiquement un volume défini d'un réactif contenu dans un flaconnage ou d'un échantillon contenu dans un tube. Le 5 flaconnage ou le tube sont stockés respectivement dans la section « produits » et dans la section « échantillons » de l'instrument. Une aiguille est classiquement montée sur chaque tête de prélèvement, la structure de l'aiguille pouvant varier suivant les fonctions qu'elle doit assurer. 10 La tête de prélèvement est généralement équipée de moyens de détection capacitifs, permettant notamment de détecter la position à partir de laquelle l'aiguille entre en contact avec le liquide (réactif ou échantillon). De tels moyens de détection sont généralement désignés par l'acronyme anglais LLD (pour « Liquid Level Detection »). Afin qu'une telle détection 15 soit possible, il est nécessaire d'assurer une connexion électrique entre l'aiguille, qui est alors métallique, et au moins une partie de la tête de prélèvement. Par ailleurs, une aiguille doit être capable de percer un opercule, un bouchon ou un septum venant fermer le tube ou le flacon. L'effort 20 généré par un tel perçage est dirigé selon l'axe de l'aiguille et ne doit pas endommager l'aiguille ou la tête de prélèvement. De plus, en fonction du type de liquide prélevé, il peut être nécessaire de maintenir le liquide dans une gamme de températures définie pour éviter sa dégradation. Pour cela, l'aiguille est généralement 25 équipée de moyens de chauffage contrôlés. Le document US 2013/0195718 divulgue par exemple une aiguille comportant un corps tubulaire dans lequel est aspiré le liquide, et des moyens de chauffage permettant de chauffer le corps tubulaire. Afin de protéger le corps tubulaire et les moyens de chauffage, il 30 est connu d'utiliser une gaine protectrice entourant le corps tubulaire ainsi 3062800 3 que les moyens de chauffage. Une telle gaine est généralement en matériau plastique. La jonction entre l'extrémité inférieure de la gaine et le corps tubulaire est relativement fragile, cette zone de jonction pouvant être 5 endommagée lors du perçage de l'opercule, du bouchon ou du septum. Cette zone de jonction n'est alors plus étanche et des impuretés peuvent se loger entre la surface externe du corps tubulaire et la gaine de protection. L'invention a notamment pour but d'apporter une solution simple, 10 efficace et économique à ce problème. A cet effet, elle propose une aiguille comprenant un corps tubulaire, des moyens de chauffage du corps tubulaire entourant au moins en partie le corps tubulaire et une gaine de protection tubulaire présentant une extrémité inférieure, ladite gaine de protection tubulaire entourant au 15 moins en partie le corps tubulaire et les moyens de chauffage, caractérisée en ce que la gaine de protection tubulaire est assemblée de manière étanche à son extrémité inférieure sur le corps tubulaire. L'assemblage étanche entre la gaine de protection et le corps tubulaire est par exemple réalisé par soudage ou par collage. On évite ainsi 20 toute introduction d'impuretés entre ladite gaine de protection et le corps tubulaire. Un assemblage réalisé par soudage ou par collage est par ailleurs relativement robuste. Cet assemblage n'est donc pas dégradé lors de perçages successifs d'opercules, de bouchons ou de septums. Le corps tubulaire et la gaine de protection peuvent être réalisés 25 en un matériau métallique, tel par exemple que l'inox. L'utilisation d'un matériau métallique permet de réaliser un assemblage par soudage ou par collage entre la gaine de protection tubulaire et le corps tubulaire de manière rapide, peu coûteuse et maîtrisée. L'utilisation d'un matériau métallique inoxydable permet notamment d'éviter 30 tout problème de corrosion et est compatible avec les applications biologiques auxquelles l'aiguille est généralement destinée. 3062800 4 La gaine de protection tubulaire peut présenter une surface externe comportant des rainures s'étendant suivant l'axe de la gaine de protection tubulaire. Dans l'art antérieur, lors de l'aspiration du liquide au travers de 5 l'opercule, du bouchon ou du septum, il se crée une dépression dans le volume fermé délimité par le tube ou le flacon, d'une part, et par l'opercule, le bouchon et le septum, d'autre part. Une telle dépression rend plus difficile l'aspiration du liquide. La caractéristique précitée de l'invention permet de former un 10 évent entre l'opercule, le bouchon ou le septum, d'une part, et les rainures formées au niveau de la surface externe de la gaine de protection, d'autre part. Un tel évent permet un transfert d'air entre le volume fermé contenant le liquide à prélever et l'extérieur de sorte que ledit volume fermé est maintenu à la pression atmosphérique, facilitant ainsi le prélèvement. 15 L'aiguille peut en outre comprendre un capteur de température, tel par exemple qu'une thermistance, pour le contrôle des moyens de chauffage. Le capteur est par exemple relié à une unité de commande apte à commander les moyens de chauffage en fonction du signal renvoyé par 20 le capteur. Pour rappel, une thermistance est un dipôle dont la résistance électrique varie en fonction de la température. La thermistance peut avoir une résistance comprise entre 9 S2 et 13 0, et de préférence de l'ordre de 11 û. 25 Une telle plage de résistance permet un changement de température rapide de l'aiguille. Le dispositif chauffant peut être un film chauffant ou un bobinage entourant le corps tubulaire. Ainsi, le réchauffement de l'aiguille est assuré sur toute sa 30 périphérie et de manière homogène. 3062800 5 Le corps tubulaire peut comprendre une extrémité inférieure non entourée par la gaine de protection, cette extrémité ayant une forme de pointe. Une telle extrémité permet, grâce à son petit diamètre et sa 5 forme de pointe, de percer facilement et de manière précise l'opercule, le bouchon ou le septum du tube ou du flacon contenant le liquide à prélever. Les moyens de chauffage peuvent être configurés pour chauffer le corps tubulaire entre 35°C et 39°C. Pour cela, les moyens de chauffage peuvent être reliés à une 10 unité de commande permettant de commander le démarrage ou l'arrêt des moyens de chauffage. L'invention concerne également un dispositif de prélèvement d'un liquide, tel par exemple qu'un échantillon ou un réactif, comportant une aiguille du type précité. 15 Un tel dispositif permet d'effectuer le prélèvement d'un liquide dans un récipient de manière optimale, en chauffant l'aiguille en fonction du liquide prélevé. Le dispositif peut en outre comprendre des moyens de détection capacitifs aptes à détecter la position à partir de laquelle l'aiguille entre en 20 contact avec le liquide. La détection d'une telle position est notamment utile afin de contrôler la descente de l'aiguille dans le flacon ou dans le tube et éviter toute interaction entre l'extrémité libre de l'aiguille et ledit flacon ou ledit tube. 25 L'invention sera mieux comprise et d'autres détails, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue de face d'un dispositif de prélèvement 30 de liquide selon une forme de réalisation selon l'invention ; 3062800 6 - la figure 2 est une vue en perspective de l'aiguille du dispositif de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue en perspective, de dessous, d'une partie de l'aiguille de la figure 2 ; 5 - la figure 4 est une vue de détail en coupe d'une partie inférieure de l'aiguille des figures 2 et 3 ; - la figure 5 est une vue de détail de ladite aiguille, et - la figure 6 est une vue schématique, de dessous, illustrant l'aiguille traversant un opercule pour le prélèvement d'un liquide. 10 La figure 1 montre un dispositif de prélèvement 1 de liquide dans un récipient. Ce dispositif 1 comprend un bras 2 relié à un bâti (non représenté) au bout duquel est monté un porte-aiguille 3 portant une aiguille 4. On se réfère maintenant aux figures 2 à 5 qui représentent une 15 forme de réalisation de l'aiguille 4. L'aiguille 4 comprend un corps tubulaire 5, des moyens de chauffage 6 du corps tubulaire 5, une gaine de protection tubulaire 7 entourant au moins en partie le corps tubulaire 5 et les moyens de chauffage 6, et un capteur de température 8. 20 Le corps tubulaire 5 est réalisé dans un matériau métallique, tel par exemple que l'inox, et présente une extrémité inférieure 9 ayant une forme de pointe. Le corps tubulaire 5 délimite intérieurement un canal 10 destiné à l'aspiration et à la retenue du liquide. L'extrémité supérieure de ce canal 10 est en communication fluidique avec des moyens d'aspiration et 25 de refoulement du dispositif de prélèvement 1. Les moyens de chauffage 6 se présentent sous la forme d'une enveloppe entourant le corps tubulaire 5 sur toute sa circonférence. Par exemple, les moyens de chauffage 6 comportent un film chauffant ou un bobinage entourant le corps tubulaire 5. 30 Les moyens de chauffage 6 sont commandés par l'intermédiaire d'une unité de commande de façon à maintenir le liquide contenu dans le 3062800 7 canal 10 du corps tubulaire 5 dans une gamme de températures spécifiée. La gamme de températures est par exemple comprise entre 35°C et 39°C, la température étant de préférence de l'ordre de 37°C. La gaine de protection 7 est réalisée dans un matériau 5 métallique, tel par exemple que l'inox, et présente une extrémité inférieure 11 de forme générale tronconique, distante de l'extrémité inférieure 9 du corps tubulaire 5. La périphérie radialement interne 12 de ladite extrémité inférieure est soudée ou collée sur la surface externe du corps 5. La gaine de protection tubulaire 7 est coaxiale avec les moyens 10 de chauffage 6 et avec le corps tubulaire 5. Un espace annulaire 13 est formé entre ladite gaine de protection 7 et les moyens de chauffage 6 entourant le corps 5. Cet espace annulaire 13 peut être rempli d'un gaz, par exemple de l'air, ou rempli d'un matériau isolant thermiquement. Ceci facilite le contrôle de la température du corps tubulaire 5 de l'aiguille 4 à 15 l'aide des moyens de chauffage 6. La gaine de protection 7 présente une surface externe 14 comportant des rainures 15 régulièrement réparties sur la périphérie et s'étendant suivant l'axe de la gaine de protection 7. La surface externe 14 est ainsi crénelée. 20 Le capteur de température 8 est relié au corps 5 et est apte à mesurer sa température. Le capteur de température 8 est relié à l'unité de commande. Le capteur de température 8 est une thermistance et a une résistance comprise entre 9 Q et 13 fl, de préférence de l'ordre de 11 a 25 La connexion entre les moyens de chauffage 6 et le capteur de température 8 de l'aiguille 4, d'une part, et l'unité de commande, d'autre part, est réalisée par un câble de connexion 16. Le dispositif de prélèvement 1 comprend également des moyens de détection capacitifs, permettant notamment de détecter la position à 30 partir de laquelle l'aiguille 4 entre en contact du liquide destiné à être prélevé. 3062 800 8 De tels moyens de détection sont généralement désignés par l'acronyme anglais LLD (pour « Liquid Level Detection ») et sont bien connus de l'art antérieur. Une telle détection est notamment permise par le fait que le corps tubulaire 5 est métallique. 5 L'aiguille 4 comprend en outre des moyens de montage rapide 4a, connus notamment de la demande de brevet FR 1 650 081, non encore publiée, au nom de la Demanderesse. En fonctionnement, le bras 2 est déplacé afin d'amener l'aiguille 4 en regard d'un tube ou d'un flacon comportant un échantillon ou un réactif 10 liquide à prélever. L'aiguille 4 est alors abaissée, de façon à percer un opercule 16, un bouchon ou un septum, le cas échéant, à l'aide de l'extrémité inférieure 9 en forme de pointe du corps tubulaire 5. Comme illustré à la figure 6, lorsque l'aiguille 4 perce l'opercule 16, il existe un évent entre le fond 17 des rainures 15 de la gaine de 15 protection 7 et une bordure 19 du perçage de l'opercule 16, du bouchon ou du septum. Un tel évent 17 permet alors un transfert d'air entre le volume fermé contenant le liquide à prélever et l'extérieur de sorte que ledit volume fermé est maintenu à la pression atmosphérique, facilitant ainsi le prélèvement. 20 Le liquide est ensuite aspiré dans le canal 10 du corps tubulaire 5, ledit liquide étant maintenu à une température appropriée à l'aide des moyens de chauffage 6. Le liquide est ensuite versé dans un autre contenant, tel par exemple qu'une cuvette, pour y être mélangé à un autre liquide ou pour y 25 être analysé. Préalablement à tout prélèvement ultérieur, l'aiguille 4 peut être nettoyée, et plus précisément décontaminée. Pour cela, sa température est élevée rapidement, du fait de sa faible inertie thermique, à une température de 50°C, puis l'aiguille 4 est rincée à l'aide d'un liquide de rinçage, par 30 exemple pendant deux secondes. Lors d'un tel rinçage, la température de l'aiguille 4 est abaissée aux alentours de 37°C par exemple. 3062800 9 Le chauffage de l'aiguille 4 à 50°C peut par exemple être réalisé par les moyens de chauffage 6 propres à l'aiguille 4 ou par des moyens de chauffage externes. La faible inertie thermique de l'aiguille 4 permet d'atteindre 5 rapidement la température souhaitée, ce qui permet notamment de réduire les temps de cycle d'analyse de chaque échantillon. En outre, l'assemblage par soudage ou par collage de la gaine de protection 7 avec le corps tubulaire 5 améliore la robustesse de l'aiguille 4. En effet, lors des perçages successifs des opercules 16, bouchons ou 10 septums, une telle liaison soudée ou collée assure que la gaine 7 ne se détériore pas, ce qui empêche l'introduction d'impuretés entre la surface externe du corps tubulaire 5 ou les moyens de chauffage 6, d'une part, et la gaine de protection 7, d'autre part. REVENDICATIONS1. Aiguille (4) comprenant un corps tubulaire (5), des moyens de chauffage (6) du corps tubulaire (5) entourant au moins en partie le corps tubulaire (5) et une gaine de protection tubulaire (7) présentant une extrémité inférieure (11), ladite gaine de protection tubulaire (7) entourant au moins en partie le corps tubulaire (5) et les moyens de chauffage (6), caractérisée en ce que la gaine de protection tubulaire (7) est assemblée de manière étanche à son extrémité inférieure (11) sur le corps tubulaire (5). 2. Aiguille (4) selon la revendication 1, dans laquelle le corps tubulaire (5) et la gaine de protection (7) sont réalisés en un matériau métallique, tel par exemple que l'inox. 3. Aiguille (4) selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans laquelle la gaine de protection tubulaire (4) présente une surface externe (14) comportant des rainures (15) s'étendant suivant l'axe de la gaine de protection tubulaire (7). 4. Aiguille (4) selon l'une des revendications 1 à 3, dans laquelle 20 elle comprend en outre un capteur de température (8), tel par exemple qu'une thermistance, pour le contrôle des moyens de chauffage (6). 5. Aiguille (4) selon la revendication 4, dans laquelle la thermistance a une résistance comprise entre 9 Q et 13 C), et de préférence de l'ordre de 11 a 25 6. Aiguille (4) selon l'une des revendications 1 à 5, dans laquelle le dispositif de chauffage (6) est un film chauffant ou un bobinage entourant le corps tubulaire (5). 7. Aiguille (4) selon l'une des revendications 1 à 6, dans laquelle le corps tubulaire (5) comprend une extrémité inférieure (9) non entourée 30 par la gaine de protection (7), cette extrémité ayant une forme de pointe. 3062800 11 8. Aiguille (4) selon l'une des revendications 1 à 7, dans laquelle les moyens de chauffage (6) sont configurés pour chauffer le corps tubulaire (5) entre 35°C et 39°C. 9. Dispositif de prélèvement (1) d'un fluide, tel par exemple 5 qu'un échantillon ou un réactif, comportant une aiguille (4) selon l'une des revendications 1 à 8. 10. Dispositif selon la revendication 9, dans laquelle il comprend en outre des moyens de détection capacitifs, aptes à détecter la position à partir de laquelle l'aiguille (4) entre en contact avec le liquide. 10