FR2581548A1 - Dispositif d'injection intraosseuse de produits biocompatibles - Google Patents

Abstract

Dispositif d'injection intraosseuse de liquides biocompatibles comprenant une aiguille entraînée en rotation. Selon l'invention, le corps du dispositif en forme de poignée 1 inclut deux micromoteurs 4, 5 sous la dépendance d'un circuit électronique 6 alimenté par une batterie d'accumulateurs 7 et commandés par des interrupteurs 2, 3. Applications : injections dans l'os spongieux après traversée de la corticale. (CF DESSIN DANS BOPI)

Description

DISPOSITIF D'INJECTION INTRAOSSEUSE DE PRODUITS BIOCOMPATIBLES

La présente invention a pour objet un dispositif d'injection intraosseuse destiné notamment à la réalisation d'injections intramédullairesde produits biocompatibles sous forme liquide

ou semi-liquide.

Des injections intraosseuses sont réalisées à des fins diagnostiques et thérapeutiques et en particulier pour obtenir l'anesthésie locale de dents sur lesquelles doit

intervenir le chirurgien-dentiste.

Dans le domaine de l'anesthésie dentaire, la solution classique consiste à injecter à l'aide d'une seringue conventionnelle une quantité déterminée d'anesthésique liquide dans la gencive du patient à une certaine distance de

la dent à soigner (anesthésies tronculaire et para-apicale).

L'anesthésique diffusant peu à peu à partir du point d'injection, insensibilise la région environnante dans laquelle se trouve la dent à soigner. Cette solution comporte les inconvénients suivants: injection en aveugle, temps de latence séparant l'injection de l'insensibilisation de la dent à soigner, quantité d'anesthésique plus importante que nécessaire, sensation désagréable ressentie par le patient

longtemps après le dernier soin etc....

Pour remédier à ces inconvénients, on a déjà proposé de réaliser une anesthésie intramédullaire par injection de l'anesthésique dans l'os spongieux du maxillaire ou de la mandibule au voisinage immédiat de la dent à soigner. Dans ce cas toutefois, il faut, avant de réaliser l'injection de l'anesthésique, traverser la corticale qui est une région dure formant l'enveloppe de l'os de la mâchoire. Un injecteur permettant de réaliser cette opération est décrit dans le brevet FR-A-2 457 105. L'injecteur décrit dans ce brevet permet d'animer l'aiguille en rotation afin qu'elle puisse -2- -perforer la corticale, l'injection étant ensuite réalisée grâce à l'aiguille creuse, par rapprochement d'une gâchette mobile et d'une gâchette fixe, la gâchette mobile étant solidaire d'un piston qui porte sur le fond mobile de la carpule, cartouche, ou réserve d'anesthésique. Dans ce brevet, le mouvement d'entraînement en rotation de l'aiguille et de la carpule provient soit d'un entraînement mécanique, disponible sur tout poste de travail d'un dentiste et servant habituellement à l'entraînement de fraises, soit encore d' un micromoteur disposé à l'intérieur de l'injecteur -et relié à

une source d'alimentation électrique convenable. -

Le procédé et le dispositif décrits dans ce brevet constituent un apport notable en chirurgie dentaire notamment en ce que,- par rapport à l'anesthésie traditionnelle, ils permettent une plus grande liberté dans le choix du site o est réalisée l'injection, une plus grande latitude en ce qui concerne l'angle d'attaque de l'aiguille et l' injection dans l'os spongieux d'une quantité relativement faible

d'anesthésique.

Cet injecteur présente toutefois des inconvénients. Il existe en effet des risques d'obstruction du canal interne de l'aiguille qui peut-être bouchée par un mélange de poussières d'os et de sang lors de la perforation de la corticale, si la vitesse de rotation n'est pas suffisante ou si la pression appliquée est trop importante. Lorsque le canal de l'aiguille est obstrué, il est nécessaire d'augmenter la pression exercée sur l'anesthésique. Cette augmentation a deux conséquences: elle appelle un effort du praticien et provoquent des tremblements qui font perdre de la précision dans la mise en place de l'aiguille et le régularité du débit pendant l'injection. Pour le patient, la libération brutale du liquide sous pression dans l'os spongieux, après expulsion du bouchon osseux au moment o celui-ci est chassé, est

particulièrement douloureuse.

- 3- La présente invention a pour objet de pallier ces inconvénients et de permettre un fonctionnement automatique de l'injecteur,en vue de réaliser une injection régulière d'anesthésique ou plus généralement du liquide à injecter dans un os. De préférence l'alimentation électrique de l'injecteur est totalement indépendante du poste de travail du chirurgiendentiste de manière à ce qu'elle ne nécessite aucun fil de raccordement susceptible de gêner l'opérateur

dans ses manipulations.

Par ailleurs, et d'une manière générale, tous les injecteurs connus se sont efforcés d'imiter la forme cylindrique de la seringue traditionnelle. En fait, cette forme est assez mal adaptée au travail d'injection intraosseuse dans lequel la prise en main de l'injecteur doit être ferme pour rester précise au cours de l'injection. Un autre objet de la présente invention est un injecteur permettant de travailler d'une manière précise en assurant une bonne prise de la main

sur l'appareil.

Selon la présente invention, le dispositif d'injection notamment pour injections intraosseuses comprenant une aiguille montée amovible: sur l'extrémité d'une carpule, des moyens pour entraîner la carpule en rotation, et des moyens pour appliquer une pressioh sur le fond mobile de la carpule, est caractérisé en ce que les moyens d'entraînement en rotation de la carpule et d'application d'une pression à l'intérieur de celle-ci sont constitués par deux micro-moteurs montés à l'intérieur du corps de l'injecteur et entraînant respectivement la carpule en rotation et d'autre part un piston dont l'extrémité avant vient porter contre le fond mobile de la carpule et dont l'avancement est réglé par

un réducteur de vitesse.

La détermination des paramètres de rotation du moteur d'entraînement du piston et de réduction de vitesse permet d'obtenir automatiquement une injection régulière et continue

après perforation de la corticale.

-4- Selon une autre -caractéristique de l'invention, l'injecteur est muni d'un dispositif de sécurité électronique arrêtant l'injection par action sur le moteur d'entraînement du piston lorsque l'aiguille est totalement obstruée ou lorsque son extrémité se trouve dans l'os compact. Selon une autre caractéristique de l'invention, le corps de l'injecteur a la forme d'une poignée incluant, outre les

micro-moteurs, une batterie d'accumulateurs rechargeables.

De préférence, l'alimentation des deux micro-moteurs est

obtenue par une batterie d'accumulateurs à sec rechargeables.

Ainsi, l'injecteur est totalement indépendant du poste de travail et peut présenter un autonomie de fonctionnement de

l'ordre de deux jours sans recharge.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention

apparaîtront au cours de la description qui va suivre d'un

mode particulier de réalisation donné uniquement à titre d'exemple non limitatif en regard des figures qui représentent: - la Fig.1, une vue en coupe verticale d'un injecteur selon l'invention; - la Fig.2, une vue en coupe par un plan horizontal de la partie supérieure de l'injecteur selon la ligne II-II de la Fig.1: - la Fig.3, une vue en coupe verticale par l'arrière selon la ligne III-III dela Fig.1; - les Figs. 4 et 5, des schémas électroniques de commande des

deux micro-moteurs.

Dans l'exemple qui sera décrit ci-après, l'injecteur est destiné à l'injection intraosseuse d'anesthésique mais il va de soi que son principe de fonctionnement s'applique "mutatis mutandis" à toutes les injections à l'intérieur des os de

liquides, ou semi-liquides tels que des gels,biocompatibles.

-5- Sur les Figs.1,2 et 3 on distingue le corps 1 de l'injecteur qui présente -la forme générale d'une poignée, la partie postérieure 10 étant incurvée et la partie avant, en saillie, présentant des reliefs 11 dans lesquels peuvent venir s'insérer les doigts du dentiste alors que la paume de la main de celui-ci repose contre la surface 10. A la partie supérieure de la surface 10 se trouve un interrupteur général 36 qui alimente le circuit électronique 6 de commande des moteurs. Eventuellement, avec un autre montage, le contacteur 36 peut être utilisé pour provoquer le retour du piston vers l'arrière, par exemple lors de l'injection partielle du contenu d'une carpule. Sur la partie antérieure de la poignée se trouvent également deux contacteurs 2 et 3 agissant respectivement sur la mise en route du micro-moteur 4 de mise en rotation de la carpule et 5 d'injection. Les mouvements des micro-moteurs sont sous la dépendance d'un circuit électronique 6 qui sera détaillé ci-après et sont alimentés à travers l'étage 6 par une batterie d'accumulateurs 7 délivrant une tension continue appropriée et, par exemple, de 8 volts. L'injecteur est avantageusement posé après usage sur

un support rechargeant automatiquement les accumulateurs.

Sur l'arbre de sortie du moteur 4 est monté un pignon 8 engrénant avec une couronne dentée 9 solidaire du logement 12 en forme de manchon dans lequel vient s'insérer par friction la partie arrière de la carpule ou cartouche 13. Le manchon 12 est collé sur un tube solidaire du pignon 9 et l'ensemble est maintenu en position par le palier ou roulement. La carpule 13 peut tourner à l'intérieur d'un logement 14 dont l'extrémité avant 15 forme un palier faisant office de guide pour l'aiguille 16. Le fond mobile de la carpule 13 est en contact avec un piston 17 présentant une crémaillère dont les dents 17a engrènent avec une couronne dentée 18 (Fig.2), elle-même entraînée avec réduction par un pignon 19 solidaire de l'arbre de sortie du moteur 5. L'extrémité avant du piston 17 vient en contact avec le piston de la carpule par l'intermédiaire d'une butée à billes 12a permettant la transmission longitudinale de la pression du piston 17 alors

que la carpule 13 est entraînée en rotation.

-6- Le mode de fonctionnement de l'injecteur est le suivant: dans un premier temps, l'aiguille est posée à plat, par son grand biseau contre la gencive et, par une courte impulsion sur le contacteur 3, le praticien libère une petite quantité d'anesthésique qui a pour but d'insensibiliser instantanément la muqueuse de la gencive et guide en même temps la pénétration de l'aiguille à travers la muqueuse. Grâce à la structure de l'appareil, il peut ainsi se concentrer sur cette seule opération de guidage alors qu'avec une seringue classique, il était obligé de controler simultanément les deux mouvements. -Puis l'aiguille 16 est mise en rotation par l'intermédiaire du contacteur 2. L'aiguille elle pénètre à travers la corticale. La vitesse et le couple de perforation sont supérieurs avec cet injecteur à ceux obtenus avec l'injecteur décrit dans le brevet précité, d'o il résulte un niveau sonore extrêmement faible. Lorsque la corticale a été traversée par l'aiguille, l'injection proprement dite peut commencer par action sur le contacteur 3 qui déclenche la rotation du moto-réducteur 5 entraînant la progression vers la partie avant de l'injecteur du piston 17 qui chasse le liquide contenu dans la carpule 13 sous une pre.ssion moyenne de 65 bars par cm2, par exemple, pression qui est nettement supérieure à ce qui pouvait être obtenu par pression de la main. D'autre part, la vitesse d'injection est prédéterminée et elle est inférieure au seuil douloureux et constante quelle que soit le tissu injecté, donc sans à-coups. Lorsque la carpule est vide, le piston revient automatiquement à sa position d'origine. L'automatisme des mouvements avant et arrière du piston est obtenu par les contacts de fin de course avant 23 (Fig.2) et arrière 24 (Fig.1) coopérant avec

un taquet 17b prévu sur le piston.

La Fig.4 est un schéma électronique du circuit de commande d'entraînement en translation de la tige ou piston 17 portant la crémaillère coopérant avec le pignon 18. On retrouve sur ce schéma le moteur d'entraînement 5 et le bouton poussoir de commande 3 et l'interrupteur général 36 destiné à éviter toute consommation lorsque linjecteur est à l'arrêt. Le circuit de commande proprement dit comprend un circuit -.7- intégré 20, par exemple du type- NE 555, deux commutateurs inversables 21,22 directement connectés au moteur 5. Les commutateurs 21,22 sont sous la dépendance de la bobine de l'électro aimant 26. Le contact 25 connecté au relais 27 a pour but d'assurer l'automaintien de celui-ci. Le circuit comprend également un contact de fin de course arrière 23, un contact de fin de course avant 24, un interrupteur 25 et trois transistors de commande 28, 29 et 30. Sur le schéma, les différents éléments sont représentés dans la position qu'ils occupent lors de l'avance de la crémaillère. Dans cette position, le contact de fin de course arrière 23 est ouvert et le moteur est alimenté à partir de la source de tension 'de 8 volts par exemple, par un pont diviseur constitué par la série de diodes 31 et la résistance 32. Il 15. se trouve donc alimenté sous tension réduite ce qui permet une avance lente du piston 17, et l'avance du piston dépend

du dentiste qui peut ouvrir ou fermer le contacteur 3.

Lorsqu'au cours de cette avance, l'aiguille se trouve obstruée comme indiqué précédemment, le moteur rencontre une résistance plus forte que celle qu'il rencontre habituellement. Il en résulte une augmentation de l'intensité passant dans la résistance 32 détectée par le circuit intégré par l'intermédiaire du transistor 30 dont le potentiel de la base varie. Lorsque l'augmentation de l'intensité du courant d'alimentation croît au delà d'une valeur limite, mémorisée dans le circuit 20, et par exemple d'une valeur supérieure à 0,575 milliampères, ce qui signifie que l'aiguille est obstruée, le circuit intégré 20 est activé et émet sur sa borne 33 un signal de commande qui est reporté sur la base des transistors 28,29. La polarisation de ces transistors est modifiée et le courant du collecteur croît ce qui induit une variation de courant dans l'électro aimant 26 et un basculement des contacteurs 21,22 produisant une inversion du sens de rotation du moteur, ce qui se traduit par un recul de la crémaillère. Comme cela apparait clairement sur le schéma, le moteur se trouve à ce moment

branché directement entre la source de tension et la masse.

Il en résulte qu'il fonctionne à vitesse maximale et retourne en position arrière jusqu'à fermeture du contact de fin de -8- course arrière 23. Au bout d'un temps prédéterminé, et par exemple de 1 à 2 secondes, le circuit intégré 20 cesse d'envoyer un signal. A la fin de l'action du circuit de temporisation 20, le transistor 29 se bloque et, après un retard lié au circuit RC constitué par la résistance 34 et le condensateur 35, le transistor 28 se sature à nouveau ce qui rétablit la position initiale des contacteurs 21,22, le moteur pouvant alors être alimenté par fermeture du

contacteur 3.

Lorsque le piston 17 arrive dans sa position avant extrême, le contacteur de fin de course avant 24 se ferme sans intervention du dentiste, ce qui agit sur le courant circulant dans la bobine 26 et provoque le basculement des inverseurs 21,22. La crémaillère recule à sa vitesse maximale comme dans le cas d'obturation de l'aiguille jusqu'à sa position arrière extrême, ce qui ferme le contact de fin de

course 24.

La Fig.5 représente le schéma d'alimentation du moteur 4 d'entraînement en rotation de l'aiguille qui est branché entre le pôle positif de la batterie d'accumulateurs 7 et la masse, cette alimentation étant sous la dépendance du

contacteur 2.

Dans une autre forme de réalisation, 1' aiguille utilisée présente outre l'ouverture axiale mentionnée, une ouverture latérale débouchant à proximité du biseau destiné à faciliter la pénétration dans les tissus. En effet, lorsque le praticien agit trop brutalement ou trop précipitamment, le canal central s'obstrue presque systématiquement. Pour certaines structures particulièrement compactes de corticale, la traversée de celle-ci peut se révéler impossile. Dans ce cas, le circuit de contrôle décrit ci-dessus agit en provoquant un retrait rapide de l'aiguille et l'anesthésie doit être effectuée par la méthode traditionnelle. Par contre, lorsque la corticale est traversée, même si le canal axial est obstrué, l'injection peut quand même avoir lieu par

écoulement du liquide à travers l'ouverture latérale.

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Dans une aiguille dont le diamètre est de 40/100lè de cm., l'ouverture centrale présente un diamètre de 12/100lè. Grâce aux nouvelles techniques de perçage par laser, il est possible de réaliser sur une telle aiguille une ouverture latérale ou lumière, orientée vers l'arrière, en position inclinée par rapport à l'axe de l'aiguille dont le diamètre est de l'ordre de 2 à 3 centièmes de cm. Cette disposition permet d'injecter l'anesthésique même en cas d'obstruction du canal central, sans avoir à retirer l'aiguille de la corticale, la changer et la remettre dans la première perforation. Il est ainsi possible de réaliser une injection intraosseuse aussi facilement qu'une injection dans les

tissus mous.

Il va de soi que de nombreuses variantes peuvent être introduites notamment par substitution de moyens techniquement équivalents sans sortir pour cela du cadre de l'invention. -10-

Claims (3)

REVENDICATIONS Dispositif d'injection intraosseuse d'une formule liquide ou semi-liquide biocompatible, comprenant une aiguille montée amovible sur l'extrémité d'une carpule dont la paroi de fond est mobile, des moyens pour entraîner la carpule et l'aiguille en rotation, et des moyens pour appliquer une pression sur le fond mobile de la carpule, caractérisé en ce que les moyens d'entraînement en rotation de la carpule et d'application d'une pression sont constitués par deux micro-moteurs (4,5), connectés à un circuit électronique (6), inclus dans le corps (1) de l'injecteur, le moteur (4) entraînant la carpule (13) en rotation par l'intermédiaire de pignons (8,9), les moyens d'application d'une pression sur le fond mobile de la carpule consistant en un piston (17) à crémaillère coopérant avec un pignon (18) entraîné par le moteur (5) dont l'extrémité avant porte sur le fond mobile.
1. 2 Dispositif d'injection selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'alimentation des moteurs (4,5) est sous la dépendance de contacteurs (2, 3) connectés à l'alimentation électrique (7) par le circuit électronique (6). Dispositif d'injection selon la revendication 1, caractérisé en ce que les dents (17a) du piston (17) engrènent avec les dents du pignon (18) entraîné par le moteur (5) par l'intermédiaire d'un pignon réducteur de

   vitesse (19).
2. 40 Dispositif d'injection selon la revendication 2, caractérisé en ce que le circuit électronique (6) comprend des moyens de détection (20,30) d'une augmentation de l'intensité du courant d'alimentation du moteur (5)

   correspondant à une obturation de l'aiguille (16).

   -1 1-

   Dispositif d'injection selon l'une des revendications 2 ou

   3, caractérisé en ce que le circuit (6) comprend des

   inverseurs (21,22) du sens d'alimentation du moteur (5).
3. 6 Dispositif d'injection selon l'une quelconque des

   revendications précédentes, caractérisé en ce que

   l'alimentation des moteurs est réalisée par une batterie d'accumulateurs (7) incluse dans le corps (1) de l'injecteur. 7P Dispositif d'injection selon l'une quelconque des

   revendications précédentes, caractérisé en ce que le corps

   (1) a la forme d'une poignée dont la face arrière (10) présente un évidement pour la pose de la paume et la face avant des aspérités (11) pour la prise des doigts, les moteurs (4,5) et l'accumulateur (7) étant inclus dans le

   corps (1).

   Dispositif d'injection selon l'une des revendications 1 ou

   2, caractérisé en ce que l'aiguille (16) est une aiguille comprenant outre sa perforation axiale une perforation latérale, à proximité du biseau de l'avant de l'aiguille,s'étendant à partir du canal axial vers

   l'arrière de l'aiguille.