Titre : DISPOSITIF MEDICAL POUR L’APPLICATION CIBLEE D’UN AGENT THERAPEUTHIQUE SUR LA FENETRE RONDE DE LA COCHLEE

Domaine de l’invention

L’invention concerne un dispositif médical permettant l’application ciblée d’un agent thérapeutique. Particulièrement, l’invention concerne un dispositif médical permettant l’application ciblée d’un agent thérapeutique sur des faibles surfaces et difficiles d’accès, par exemple sur la fenêtre ronde de la cochlée. L’invention est particulièrement avantageuse dans le traitement d’affections de l’épithélium neurosensoriel de l’oreille interne.

État de la technique

La cochlée est la partie de l’oreille interne enroulée en spirale contenant les terminaisons du nerf auditif et est le lieu de nombreuses affections de l’oreille.

De nombreux agents thérapeutiques en développement ou existants, par exemple des agents de thérapie génique, visent à traiter différentes affections de l’oreille interne chez l’homme, responsable de surdité, d’acouphènes ou de vertiges. Pour injecter un agent pour traiter ces affections, la fenêtre ronde est la voie d’entrée privilégiée. La fenêtre ronde présente un diamètre d’environ 2 mm chez l’homme adulte. Cette fenêtre ronde comprend une membrane de 40 à 60 pm d’épaisseur composée de 3 couches cellulaires. Cette membrane vibre de manière opposée aux vibrations acoustiques qui entrent dans l’oreille interne. Elle joue le rôle de soupape de pression et permet aux ondes de se déplacer dans les fluides de la cochlée. Cette membrane permet d’avoir un accès privilégié aux fluides de la cochlée entourée d’os.

On connait, pour l’injection de tels agents dans l’oreille interne, une méthode d’injection intracochléaire directe via la fenêtre ronde à l’aide d’un microcathéter. Ledit cathéter perce puis traverse la fenêtre ronde pour y injecter l’agent thérapeutique.

Un inconvénient est le risque élevé de lésion neurosensorielle et donc de surdité séquellaire après microperforation de la membrane de la fenêtre ronde (traumatisme mécanique des structures de la cochlée). Pour ces raisons, cette methode n’est pas applicable chez l’homme en pratique clinique courante.

On connait également une méthode d’injection locale par voie transtympanique. L’agent thérapeutique est injecté (sous forme liquide ou gélifiée) en grande quantité dans l’oreille moyenne. Cette méthode repose sur les mécanismes de diffusion naturels transmembranaires. De ce fait, une quantité d’agents au contact de la fenêtre ronde va diffuser et migrer à l’intérieur de la cochlée.

Un inconvénient de cette méthode est qu’elle ne permet aucun contrôle de la pénétration dans l’oreille interne de l’agent thérapeutique et donc de la dose administrée. Un autre inconvénient est la quantité résultante dans l’oreille moyenne de produit pouvant causer une contamination des tissus environnants. En effet, il est très difficile de déposer une telle substance de manière très précise sur la fenêtre ronde. Par exemple, l’humidité dans l’oreille moyenne rend difficile une telle précision. De plus, le canal de l’oreille moyenne étant connecté aux voies nasales. Il existe donc, avec une telle méthode, un risque important d’inhalation pour le sujet de l’agent thérapeutique.

Par conséquent, il n’existe pas à ce jour des méthodes d’injection de ces substances dans l’oreille interne qui permette simultanément un bon contrôle de la dose délivrée, une absence de contamination des tissus environnants et une atraumaticité sur les structures sensorielles de l’oreille interne.

La présente invention propose de résoudre ce problème en surmontant les inconvénients mentionnés.

Résumé de l’invention

Selon un aspect, l’invention concerne un dispositif médical pour la délivrance d’un agent thérapeutique par bio-impression comprenant un corps de tige. Le corps de tige comprend une cartouche de bio-impression agencée à proximité de l’extrémité distale du corps de tige. Ladite cartouche comprend une couche supérieure comprenant une solution comprenant un agent thérapeutique et comprend un composé absorbant capable de convertir l’énergie lumineuse d’un rayonnement laser en énergie thermique et agencé de manière à provoquer le chauffage de ladite solution comprenant un agent thérapeutique pour provoquer un jet de ladite solution. Le dispositif medical comprend en outre une fibre optique s’étendant longitudinalement à l’intérieur d’une lumière du corps de tige pour acheminer un flux laser sur le composé absorbant.

L’avantage de l’invention de l’utilisation de la bio-impression est qu’elle permet la génération de gouttelettes de quelques picolitres comprenant l’agent thérapeutique à forte vitesse et de manière très ciblée sur la fenêtre ronde. En effet, l’énergie thermique convertie par le composé absorbant est transmise à la solution de la couche supérieure, créant la vaporisation locale de ladite solution jusqu’à la formation d’une bulle de vapeur dont l’explosion génère l’éjection d’une microgouttelette comprenant l’agent thérapeutique. Un autre avantage est que l’agent thérapeutique est ainsi appliqué sur la membrane de ronde sans contact direct avec celle-ci. L’agent thérapeutique ainsi appliqué diffusera ensuite dans les liquides de l’oreille interne. L’agent thérapeutique peut donc s’impacter précisément sur la surface de la membrane de la fenêtre ronde de manière atraumatique, sans risque de lésions et le dosage de la quantité d’agent thérapeutique est contrôlée.

Dans un mode de réalisation, la cartouche comprend en outre une couche absorbante, comprenant une surface inférieure et une surface supérieure étant agencée contre la couche supérieure ; ladite couche absorbante comprenant ledit composé absorbant.

Un avantage est de concentrer le composé absorbant au contact de la couche supérieure, favorisant le transfert d’énergie thermique vers la solution comprenant l’agent thérapeutique.

Dans un autre mode de réalisation, le composé absorbant est dilué dans la couche supérieure.

Un avantage est facilité la fabrication de la cartouche et de réduire l’encombrement volumique de ladite cartouche. Un autre avantage est de convertir l’énergie lumineuse du faisceau en énergie thermique directement au cœur de la solution comprenant l’agent thérapeutique, facilitant ainsi la génération de bulle de vapeur et l’éjection de gouttelette comprenant l’agent thérapeutique.

Dans un mode de réalisation, la cartouche de bio-impression comprend en outre une plaque de support transparente, agencée de manière à supporter la couche supérieure. Un avantage est de supporter physiquement la couche supérieure qui peut être liquide ou visqueuse tout en autorisant le passage du faisceau lumineux en perdant le minimum d’énergie.

Dans un mode de réalisation, la couche absorbante est un revêtement métallique de la surface supérieure de la plaque de support.

Dans un mode de réalisation, la plaque de support est une plaque de verre. Le verre est avantageusement transparent aux longueurs d’onde ultraviolettes et infrarouges.

Dans un mode de réalisation, le composé absorbant comprend un métal tel que l’or, le titane ou l’argent. Ces composés sont particulièrement avantageux pour générer une énergie thermique à partir d’un faisceau lumineux.

Dans un mode de réalisation, l’épaisseur de la couche absorbante est comprise entre 10 nm et 150 nm.

Dans un mode de réalisation, l’agent thérapeutique comprend un agent thérapeutique pour le traitement intra-cochléaire.

Dans un mode de réalisation, l’agent thérapeutique est sous forme liquide.

Dans un mode de réalisation, la solution comprenant l’agent thérapeutique comprend une solution liquide, une solution visqueuse ou solution gélifiée dans laquelle est diluée l’agent thérapeutique.

Dans un mode de réalisation, le dispositif médical comprend en outre une lentille de focalisation agencée entre la cartouche et l’extrémité distale de la fibre optique pour focaliser le rayon laser sortant de la fibre optique sur le composé absorbant.

Dans un mode de réalisation, le dispositif médical comprend en outre des moyens de guidage du corps de la tige.

Dans un mode de réalisation, la cartouche est agencée dans un réceptacle du corps de tige, optionnellement à proximité de l’extrémité distale du corps de tige.

Dans un mode de réalisation, la cartouche est agencée dans le réceptacle de manière amovible. Un avantage est de pouvoir réutiliser la tige en remplaçant la cartouche. Dans un mode de realisation, le dispositif medical comprend en outre des moyens de connexion, à l’extrémité proximale de la fibre optique, pour connecter la fibre optique à une source de lumière laser.

Dans un mode de réalisation, le corps de tige est un corps de cathéter.

Dans un mode de réalisation, le dispositif médical comprend une pluralité de fibres optiques co-axiales s’étendant chacune longitudinalement à l’intérieur d’une lumière du corps de tige pour acheminer un flux laser sur le composé absorbant en une position différente.

Selon un second aspect, l’invention concerne un système médical comprenant un dispositif médical selon l’invention et une source laser connectée à l’extrémité proximale de la fibre optique.

Dans un mode de réalisation, la source laser est conçue pour émettre un faisceau laser pulsé. Dans un mode de réalisation, le système médical comprend en outre des moyens pour orienter un faisceau laser issu de la source laser pour alimenter au moins une des fibres optiques co-axiales du dispositif médical.

Dans un mode de réalisation, les moyens pour orienter le faisceau laser sont configurées pour alimenter les fibres optiques co-axiales l’une après l’autre, préférentiellement de manière séquentielle. Un avantage est de permettre le jet d’une microgoutte l’une après l’autre en différentes position de la cartouche afin d’une part d’accélérer la vitesse de dépôt sur la cible et d’autre part de mieux répartir le l’agent thérapeutique sur la surface de la cible.

Brève description des figures

D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description détaillée qui suit, en référence aux figures annexées, qui illustrent :

Figure 1 : une vue schématique du dispositif médical selon l’invention et d’un système comprenant ledit dispositif médical et comprenant des moyens pour générer un flux laser sur une cartouche de bio-impression à l’extrémité distale du cathéter selon un mode de réalisation de l’invention.

Figure 2A : une vue en coupe schématique de la cartouche de bio impression soumise à un flux laser provoquant un jet d’une goutte comprenant un agent thérapeutique selon un mode de realisation de l’invention dans lequel la cartouche comprend une couche absorbante.

Figure 2B : une vue en coupe schématique de la cartouche de bio impression soumise à un flux laser provoquant un jet d’une goutte comprenant un agent thérapeutique selon un mode de réalisation de l’invention dans lequel un composé absorbant est dilué dans la couche supérieure.

Figure 3 : une vue schématique de l’extrémité distale du cathéter comprenant l’extrémité de la fibre optique et le passage d’un flux laser à travers une lentille de focalisation sur la cartouche de bio impression et un réceptacle pour recevoir une cartouche selon un mode de réalisation de l’invention.

Figure 4 : une vue schématique de l’extrémité distale du cathéter dans lequel la cartouche est agencée sur une paroi latérale du corps de cathéter.

Figure 5 : une vue schématique de l’extrémité distale du cathéter comprenant des parois distales formant un passage central pour le passage des projections d’agent thérapeutique. Les parois distales sont destinées à être posées contre la cible, pour maitriser ainsi la distance entre la cartouche et la cible.

Figure 6 : une vue schématique d’un plan de coupe du dispositif médical en butée contre la cochlée pour projeter un agent thérapeutique sur la membrane de la fenêtre ronde de la cochlée.

Figure 7 : une vue schématique du dispositif médical selon un mode de réalisation de ’invention et d’un système comprenant ledit dispositif médical et comprenant des moyens pour générer un flux laser sur une cartouche de bioimpression à l’extrémité distale du cathéter selon un mode de réalisation de l’invention dans lequel le cathéter comprend une pluralité de fibres optiques co-axiales. Un élément de contrôle est agencé pour dévier le flux laser vers l’une des fibres coaxiale en fonction d’instructions fournies par un calculateur.

Description de l’invention

L’invention consiste en un dispositif médical comprenant une tige telle qu’un cathéter permettant la projection sur une cible membranaire (telle que la fenêtre ronde) d’une bio-encre comprenant un agent thérapeutique.

La bio-encre est disposée sur une cartouche comprenant un composé absorbant capable de transférer l’énergie lumineuse d’un faisceau laser en énergie thermique. La chaleur générée dans par le composé absorbant dans la bio-encre vaporise localement la bio-encre jusqu’à generer une bulle de vapeur dans la profondeur de la bio-encre qui, lors de son expansion et son effondrement va entrainer la formation d’un jet de bio-encre.

Il a été découvert de manière surprenante par les inventeurs qu’un tel jet de bio-encre sur la membrane de la fenêtre ronde permette d’une part de cibler de manière très précise ladite fenêtre ronde, et d’autre part, d’obtenir un transfert transmembranaire amélioré de l’agent thérapeutique, et ce sans léser la membrane de la fenêtre ronde et sans contamination des tissus ou espaces environnants tout un garantissant un bon contrôle du dosage d’agent thérapeutique.

TIGE

Le dispositif médical 1 selon l’invention comprend une tige.

La tige doit être comprise comme un corps allongé dont la partie distale est destinée à être insérée dans un canal ou un orifice.

Le corps de tige est préférentiellement un corps de cathéter 2.

Dans la suite de la présente description, on utilisera l’expression « corps de cathéter » pour désigner un tel corps de tige.

Le corps de cathéter 2 s’étend longitudinalement depuis une extrémité proximale destinée à être manipulée par l’opérateur à une extrémité distale 21 .

L’extrémité distale 21 du corps de cathéter est préférentiellement destinée à être insérée dans l’oreille moyenne d’un sujet par une voie d’abord mini-invasive connue en chirurgie otologique. Dans un exemple préférentiel, le corps de cathéter est conçu pour être inséré à travers une incision sur les parois à proximité du tympan.

La section du corps de cathéter est préférentiellement de forme circulaire, ovoïdale, ovale ou toute forme ne présentant pas d’arête droite. Un avantage est de réduire le risque d’endommagement des tissus lors de l’insertion du corps de cathéter dans un canal ou un orifice.

Le corps de cathéter est préférentiellement rigide, permettant un meilleur contrôle de la position du corps de cathéter et de son orientation pendant la procédure de bio-impression.

Le cathéter peut comprendre des moyens de guidage d’une portion distale du corps de cathéter. Les moyens de guidage sont configurés pour orienter l’extremite distale 21 dans une direction predeterminee, notamment par rapport à la direction de l’axe longitudinal de la portion proximale du corps de cathéter. Un avantage est de permettre de viser plus facilement la fenêtre ronde une fois l’extrémité du cathéter insérée dans l’oreille moyenne.

Le corps de cathéter 2 peut comprendre une ou plusieurs lumières s’étendant à l’intérieur du corps de cathéter et s’étendant selon l’axe longitudinal du corps de cathéter.

Notamment, l’extrémité distale 21 du corps de cathéter 2 est conçue de manière à être introduite dans l’oreille moyenne d’un sujet, par exemple via le tympan ou via un perçage dans la paroi osseuse du crâne du sujet.

L’extrémité distale 21 du corps de cathéter 2 est préférentiellement du même ordre de grandeur que la fenêtre ronde d’un sujet. Par exemple, les dimensions du corps de cathéter selon un plan de section perpendiculaire à l’axe longitudinal dudit corps 2 sont comprises entre 0,1 mm et 5 mm, préférentiellement entre 1 mm et 3 mm.

FIBRE OPTIQUE

Le dispositif médical comprend une ou plusieurs fibres optiques 3. La fibre optique 3 est destinée à acheminer un flux laser depuis l’extrémité proximale du corps de cathéter jusqu’à une partie distale du corps de cathéter 2.

La fibre optique 3 est agencée au sein d’une lumière du corps de cathéter 2.

Préférentiellement, le dispositif médical 1 comprend un connecteur pour connecter la fibre optique 3 à une source laser 5 de manière à acheminer un flux laser depuis la source laser 5 jusqu’à l’extrémité distale 32 de la fibre optique.

Dans un mode de réalisation illustré sur la figure 3, la fibre optique 3 s’étend jusqu’à faire face à la cartouche 4 de bio-impression. L’extrémité distale 32 de la fibre optique 3 et la cartouche 4 de bio-impression sont agencées de manière à ce que le faisceau laser 31 soit dirigé en direction de la cartouche 4 de bio-impression.

Dans un mode de réalisation, l’extrémité distale 32 de la fibre optique 3 est agencée à une distance de la cartouche 4 de bio-impression inférieure ou égale à 5 cm. Dans un mode particulier, l’extrémité distale 32 de la fibre optique 3 est agencée au contact de la cartouche 4. À cette fin, la fibre optique peut comprendre des moyens pour générer, à son extrémité distale, un faisceau lumineux focalisé. Dans un mode de réalisation alternatif, l’extrémité distale 32 de la fibre optique est agencée à une distance de la cartouche 4 de bio-impression comprise entre 1000 et 3000 pm.

Dans un mode de réalisation, la cartouche 4 de bio-impression est agencée dans le prolongement de l’axe longitudinal de la fibre optique.

Le dispositif médical 1 peut comprendre en outre des moyens optiques pour guider le faisceau laser 31 vers la cartouche 4 de bioimpression. Dans un exemple illustré sur la figure 4, le dispositif médical 1 comprend au moins un miroir 47 agencé et orienté de manière à dévier le faisceau laser 31 en direction de la cartouche 4 de bio impression.

Dans un mode de réalisation, la cartouche 4 de bio-impression est agencée de manière à projeter un jet de bio-encre à travers une fenêtre latérale 22 du corps de cathéter 2. Le miroir 47 permet alors de dévier la direction du faisceau laser 31 dans la direction de la surface inférieure de la cartouche de bio-impression 4.

Dans un mode de réalisation, l’extrémité distale de la fibre laser est mobile par rapport à la cartouche de manière à pouvoir illuminer la cartouche en différents points successifs. Dans un autre mode de réalisation, des moyens optiques, tels que des lentilles optiques et/ou des miroirs sont conçus pour illuminer la cartouche en différents points successifs, par exemple pour réaliser un balayage de la cartouche avec le faisceau laser.

Cela permet avantageusement de créer des projections à partir de plusieurs points de la couche supérieure, et ainsi, de projeter un balayage de la cible.

PLURALITE DE FIBRES OPTIQUES

Plusieurs fibres optiques peuvent être placées de manière coaxiale pour multiplier les points d’impact sur la couche absorbante ou sur la cartouche 4. La pluralité de fibres optiques peut être agencée dans une même lumière ou chacune dans une lumière coaxiale du corps de cathéter.

Dans un mode de réalisation illustré sur les figures 7 et 8, le dispositif médical 1 comprend une pluralité de fibres optiques coaxiales. Les fibres optiques coaxiales sont pour acheminer un flux laser dans une ou plusieurs lumières du corps de cathéter. Les fibres optiques coaxiales sont agencées depuis l’extrémité proximale du corps de cathéter jusqu’à une partie distale du corps de cathéter 2.

Chaque fibre optique est agencée de manière à ce qu’un faisceau laser issu de la partie distale de la fibre optique atteigne la cartouche 4 en un point différend. Un avantage de la pluralité de fibres laser coaxiales est de permettre le balayage de la cartouche sans avoir à déplacer mécaniquement la cartouche, la fibre, le corps de cathéter, ou une lentille située entre la partie distale de la fibre optique et la cartouche. En effet, en fonction de la fibre optique alimentée par un flux laser, il est possible d’illuminer une zone différente de la cartouche.

Préférentiellement, le dispositif comprend au moins 9 fibres optiques coaxiales pour illuminer au moins 9 zones de la cartouche.

Dans un mode de réalisation illustré sur la figure 8, au moins une des fibres laser est destinée à éclairer la cible avec une lumière (préférentiellement une lumière laser) dans le domaine du visible. Un avantage est de permettre à l’opérateur d’éclairer la cible et de favoriser le guidage de la partie distale du cathéter. Dans ce but, le dispositif médical comprend en outre une seconde laser connectée pour alimenter la fibre optique destinée à éclairer la cible.

Ladite fibre peut être agencée pour éclairer la cible à travers la cartouche. Dans un mode particulier, la cartouche peut comprendre un trou débouchant pour laisser passer le rayon lumineux émis par ladite fibre. Dans un autre mode, la cartouche est suffisamment transparente pour assurer l’éclairage de la cible par le rayon lumineux passant à travers l’épaisseur de la cartouche.

CARTOUCHE

La cartouche 4 de bio-impression (aussi appelé « cartouche » dans la présente description) comprend au moins un composé absorbant et une couche supérieure comprenant l’agent thérapeutique.

Par « supérieure », on entend la direction vers la cible ou la direction opposée à la direction d’origine du faisceau laser sur la cartouche 4. Par opposition, on entend par « inferieure » la direction par laquelle arrive le faisceau laser 31 sur la cartouche 4.

Par « bio-impression », on entend le dépôt d’une substance (appelée « bio-encre » dans la présente description) comprenant un agent thérapeutique sur des tissus vivants, par la projection d’un jet de cette substance.

COUCHE SUPERIEURE

La couche supérieure 43 comprend un agent thérapeutique. Préférentiellement, l’agent thérapeutique comprend un agent de traitement de l’oreille interne et/ou un agent de thérapie génique. Préférentiellement, la couche supérieure 43 comprend un agent thérapeutique dispersé ou dilué dans une phase liquide ou dans une phase visqueuse ou gélifiée, tel qu’une phase comprenant un hydrogel.

Dans un mode particulier, l’agent thérapeutique et dilué dans une phase conçue pour être sous forme gélifié au moins à la température du corps (environ 36°C). Un avantage est d’améliorer l’absorption de l’agent thérapeutique par la fenêtre ronde car le dépôt sous forme de gel garantit la stabilité mécanique de la goutte expulsée sur la membrane. Dans un premier exemple, ladite phase est conçue pour être liquide à température ambiante (environ 23°C) pour améliorer la fabrication de la cartouche. Dans un second exemple, l’agent thérapeutique est dilué dans une phase conçue pour être sous forme gélifiée à la température du corps et à température ambiante. Le fait que la couche supérieure soit gélifiée permet avantageusement la manipulation de la cartouche sans risque de perte de la couche supérieure et permet également de fabriquer des cartouches de plus grandes tailles.

La phase liquide comprend préférentiellement un liquide aqueux. La phase de liquide peut comprendre du sérum tel que du sérum de veau fœtal. Cette phase liquide comprenant l’agent thérapeutique est appelée plus loin « bio-encre ».

L’agent thérapeutique peut être sous forme de liquide ou sous forme solide, par exemple sous forme d’une poudre médicamenteuse.

Dans un mode de réalisation, l’agent thérapeutique comprend des billes de latex fluorescentes, des cellules, des liposomes (contenant plasmides, Adeno-Associated-Virus) et/ou des substances pharmacologiques. L’agent thérapeutique peut comprendre un agent de marquage.

La couche supérieure 43 s’étend selon un plan d’une épaisseur prédéfinie. L’épaisseur de la couche supérieure 43 peut être comprise entre 100 pm et 10 mm, plus préférentiellement entre 100 pm et 5 mm.

Le diamètre de la cartouche peut être comprise entre 100 pm et 3 mm.

Préférentiellement, le volume de la couche supérieure est compris entre 15 et 100 pL.

La couche supérieure peut comprendre un agent fluorescent comme agent de marquage tel que la fluorescéine. Dans un mode de réalisation alternatif ou cumulatif, la couche supérieure comprend une substance corticoïde telle que la dexaméthasone.

Pour permettre le jet d’une goutte comprenant l’agent thérapeutique, la couche supérieure 43 est agencée en regard à une sortie du corps de cathéter 2, par exemple son extrémité distale 21 ou une fenêtre latérale 22.

La couche supérieure 43 de la cartouche 4 peut être agencée de manière à ce que son plan soit orienté de manière sensiblement perpendiculaire à l’axe longitudinal du corps de cathéter. Cet agencement autorise avantageusement la projection de gouttelettes 433 comprenant l’agent thérapeutique dans une direction sensiblement parallèle à l’axe longitudinal du corps de cathéter. La cible, par exemple la fenêtre ronde, est dans ce cas avantageusement plus facile à viser pour l’opérateur.

COMPOSE ABSORBANT

La cartouche comprend un composé absorbant. Le composé absorbant comprend au moins un composé capable de convertir l’énergie lumineuse du faisceau laser en énergie thermique.

Dans un premier mode de réalisation illustré sur la figure 2A, la cartouche 4 comprend une couche absorbante 42. La couche absorbante 42 est une couche mince comprenant au moins un composé 421 capable de convertir l’énergie lumineuse du faisceau laser en énergie thermique. Préférentiellement, la couche absorbante 42 est une couche métallique.

En chauffant, la couche absorbante 42 va transmettre au moins une partie de cette énergie thermique à la couche supérieure. Le chauffage du liquide contenu dans cette couche supérieure 43 va generer une bulle 431 au contact de la couche absorbante 42. En effet, le liquide de la bio-encre, au contact de la couche absorbante 42, est chauffé jusqu’à provoquer une vaporisation locale au contact de la couche absorbante 42. Le chauffage conduit à une croissance d’une bulle de gaz 431 au contact de la couche absorbante 42.

L’expansion de la bulle 431 de gaz et son effondrement, après avoir atteint une taille critique, induisent la formation d’un jet de bio-encre 433 comprenant l’agent thérapeutique. Par conséquent, une microgoutte 433 de bio-encre est transférée depuis la couche supérieure dans une direction sensiblement perpendiculaire au plan de la couche supérieure.

Le faisceau laser 31 fournit l’énergie nécessaire à la création et à l’éjection à haute vitesse d’une « gouttelette » de quelques picolitres, qui est projetée sur un support cible.

Préférentiellement, la couche absorbante 42 comprend un composé métallique tel que l’or, le platine ou l’argent. Ces métaux ont l’avantage d’être bon conducteur thermique et de transférer efficacement l’énergie lumineuse en énergie thermique.

La couche absorbante 42 peut comprendre une couche métallique telle qu’une couche d’or, de platine ou d’argent.

Alternativement, la couche absorbante 42 peut comprendre une couche de polymère formulée pour améliorer l’absorbance.

L’épaisseur de la couche absorbante 42 est préférentiellement comprise entre 10 et 150 nm. L’avantage d’une telle épaisseur est de diminuer la distance entre sa surface inférieure recevant le faisceau laser et sa surface supérieure au contact de la couche supérieure. Une telle couche absorbante 42 est donc plus efficace pour transférer la chaleur vers la couche supérieure.

Préférentiellement, la couche absorbante 42 est une couche de revêtement.

Dans un second mode de réalisation illustré sur la figure 2B, le même objectif peut être réalisé en diluant dans la solution 435 de la couche supérieure 43 ledit composé absorbant 421. Par exemple, des particules métalliques telles que des particules d’or, de platine, ou d’argent peuvent être dispersées dans la couche supérieure. Les particules métalliques dispersées dans la solution 435 de la couche supérieure permettent avantageusement de réduire le volume de la cartouche ainsi que de faciliter sa fabrication. Dans ce cas, la cartouche 4 comprend alors uniquement la couche de support 41 et la couche supérieure 43 superposée sur la couche de support 41. Un autre avantage est de générer plus facilement l’éjection de « gouttelettes » puisque la chaleur est générée directement dans le volume de la couche supérieure plutôt qu’à sa surface.

Dans ce mode de réalisation, le composé absorbant 421 et l’agent thérapeutique sont dilués dans une matrice liquide ou gélifiée. Ladite matrice est préférentiellement transparente au rayonnement laser émis par l’extrémité distale de la fibre optique.

Préférentiellement, la concentration et l’épaisseur du composé absorbant 421 dans la couche supérieure sont fixées de telle sorte que 50 à 100% de l’énergie lumineuse du laser soit absorbée par le composé absorbant 421 dans ladite couche supérieure 43.

PLAQUE DE SUPPORT

Dans un mode de réalisation, la cartouche 4 comprend en outre une plaque de support 41 . La plaque de support 41 comprend préférentiellement un matériau rigide pour servir de support à la couche absorbante 42 et/ou à la couche supérieure 43.

Dans un mode de réalisation, la couche absorbante 42 est agencée entre une plaque de support 41 et la couche supérieure 43 comprenant l’agent thérapeutique. La couche absorbante 42 est préférentiellement un revêtement déposé sur la surface supérieure de la plaque de support 41 en contact avec la couche supérieure 43. Dans ce cas, la plaque de support 41 doit être transparente au faisceau laser 31 pour permettre au faisceau laser 31 d’atteindre la couche absorbante 42.

La plaque de support 41 est préférentiellement au contact de la couche absorbante 42 de manière à ce que la couche absorbante 42 soit prise en sandwich entre la plaque de support 41 et la couche supérieure comprenant l’agent thérapeutique.

Dans un autre mode de réalisation illustré sur la figure 2B, la plaque de support 41 est agencée au contact de la couche supérieure 43.

De manière générale, la couche de support est agencée de manière à supporter la couche supérieure. L’epaisseur de la plaque de support 41 est preferentiellement comprise entre 200 pm et 5 mm.

La cartouche 4 de bio-impression est agencée de manière à ce que le faisceau laser 31 issu de l’extrémité distale 32 de la fibre optique 3 atteigne la surface inférieure de la couche absorbante 42 ou le composé absorbant 421 , optionnellement à travers la plaque de support 41 .

Préférentiellement, la couche support 41 est une plaque de verre. Le verre est particulièrement avantageux pour ses propriétés de transparence. Le faisceau laser peut ainsi atteindre le composé absorbant à travers la plaque de support, notamment sur des longueurs d’onde infrarouges ou ultraviolettes.

FOCALISATION DU FAISCEAU LASER

Comme illustré sur les figures 2A à 4, le cathéter 1 comprend en outre une ou plusieurs lentilles de focalisation 44 (aussi connues sous le nom de lentilles convergentes). La lentille de focalisation 44 permet de focaliser le faisceau laser 31 issu de l’extrémité distale 32 de la fibre optique sur la couche absorbante 42 ou sur le composé absorbant 421 dilué dans la solution 435 comprenant l’agent thérapeutique, permettant avantageusement de concentrer l’énergie lumineuse dans la solution 435 et ainsi, générer plus rapidement une bulle 431 dans la couche supérieure et un jet de goutte de bioencre.

La lentille de focalisation 44 est préférentiellement agencée à une distance de la surface inférieure de la couche absorbante 42 égale ou sensiblement égale à sa distance focale. Dans un autre mode, cette lentille de focalisation 44 est agencée à une distance de la couche supérieure 43 égale ou sensiblement égale à sa distance focale.

La distance focale (aussi appelée « longueur focale ») est la distance entre le centre géométrique de la lentille et le point (foyer) où convergent un ensemble de rayons parallèles entre eux après avoir traversé la lentille de focalisation 44.

De cette manière, le composé absorbant 421 , optionnellement la surface inférieure de la couche absorbante, est agencée au niveau du foyer de la lentille de focalisation 44, et les rayons parallèles arrivant sur la lentille convergent tous sur le même point du composé absorbant 421. L’énergie thermique générée en ce point est augmentée par la conversion de l’énergie lumineuse en energie thermique. La production d’un jet d’une gouttelette de bio-encre est ainsi avantageusement facilitée.

Dans un mode de réalisation, la lentille de focalisation 44 est agencée au contact direct de l’extrémité distale de la fibre optique. Par exemple, la lentille de focalisation peut être formée par l’extrémité distale de la fibre optique.

SUPPORT ROBOTIQUE

Dans un mode de réalisation, le dispositif médical 1 comprend des moyens de contrôle du déplacement du corps cathéter en translation et/ou en rotation.

Les moyens de contrôle peuvent comprendre des moyens robotiques. Un avantage est de pouvoir viser plus facilement la fenêtre ronde, et de stabiliser le cathéter pendant toute la procédure.

Les moyens de guidage peuvent être connectés à des moyens optiques tels qu’une caméra ou un dispositif de visée laser. Les moyens optiques permettent avantageusement de conserver l’orientation de l’extrémité distale 21 du cathéter par rapport au sujet. Par exemple, la caméra ou le laser de visée est configuré pour détecter un mouvement du sujet et est configuré pour générer automatiquement une consigne aux moyens de contrôle pour modifier l’orientation et/ou la position de l’extrémité distale en fonction du mouvement de l’utilisateur.

RECEPTACLE

Dans un mode de réalisation, la cartouche 4 de bio-encre est amovible du cathéter. Cela permet avantageusement de remplacer une cartouche 4 après utilisation et permet de réutiliser le reste du dispositif médical 1 et du corps de cathéter 2.

À ce titre, le corps de cathéter 2 comprend un réceptacle 46 comme illustré sur la figure 3. Le réceptacle 46 est conçu pour recevoir la cartouche 4 de bio-encre. Dans un mode de réalisation, le réceptacle 46 est situé au niveau ou à proximité de l’extrémité distale 21 du cathéter. Le réceptacle 46 est conçu pour recevoir la cartouche 4 de bio impression par ses côtés latéraux, laissant libre un passage pour le faisceau laser 31 jusqu’au composé absorbant et laissant libre la projection de bio-encre dans la direction sensiblement perpendiculaire au plan de la couche supérieure.

Dans un mode de réalisation, illustré sur la figure 3, le réceptacle peut être maintenu par des bras de fixation 45 au centre de la section du corps de cathéter.

Le réceptacle 46 peut comprendre des moyens de connexion réversible complémentaire de moyens de connexions de la cartouche pour permettre une fixation amovible entre la cartouche 4 et le réceptacle 46.

SUPPORT DE BUTEE

Dans un premier mode de réalisation illustré sur la figure 3, la cartouche est agencée au niveau de l’extrémité distale du cathéter.

Dans un second mode de réalisation alternatif illustré sur la figure 5, le corps de cathéter comprend une paroi de butée 25. La paroi de butée 25 s’étend longitudinalement dans la direction distale du corps de cathéter jusqu’à une ouverture distale 24. La paroi de butée 25 forme une zone de projection

24 entre la cartouche et l’extrémité distale autorisant le passage des gouttes 433 de bio-encre depuis la cartouche jusqu’à l’ouverture distale 24.

La paroi de butée est conçue pour être en butée contre la cible. La butée de l’extrémité distale 26 de cette paroi 25 contre la cible permet avantageusement de garantir le maintien de la distance entre la cartouche 4 et la cible à une distance prédéterminée.

Les parois de butées 25 sont des parois latérales autour de la zone de projection 23. Comme illustré sur la figure 5, les parois latérales peuvent former une section ronde, circulaire ou ovoïdale creuse autour de la zone de passage 23. Le dispositif médical peut comprendre une unique paroi de butée

25 de forme tubulaire comme illustrée sur la figure 5. Le dispositif médical peut comprendre plusieurs parois de butée 25 de longueur identique autour de la zone de projection 23.

Dans un exemple illustré sur la figure 6, les parois de butée 25 sont placées en butée contre l’os 51 de la cochlée entourant la membrane 50 de la fenêtre ronde de la cochlée. Un premier avantage est de maintenir la distance d entre la cartouche 4 et la membrane 50. Un second avantage est de procurer un appui pour stabiliser la tête de cathéter par rapport à la cible, ici la membrane 50 de la fenêtre ronde. Preferentiellement, la ou les parois de butee 25 sont conçues pour créer une distance d entre la cartouche et l’ouverture distale 26 comprise entre 500 pm et 10 000 pm, très préférentiellement entre 1000 pm et 5000 pm.

Dans un mode de réalisation, le dispositif médical comprend des moyens de contrôle de la distance d entre la cartouche et l’extrémité distale 26 des parois de butée 25.

Dans ce but, la ou les parois de butée 25 peuvent être mobiles en translation par rapport à la cartouche 4. Par exemple, la ou les parois de butée 25 peuvent être montées sur le corps de cathéter sur un pas de vis pour ajuster la distance d entre la cartouche 4 et l’ouverture distale 26. Dans un autre exemple, la cartouche est mobile en translation pour ajuster la distance d entre la cartouche 4 et l’ouverture distale 26. Dans ce dernier exemple, la cartouche 4 est solidaire de la fibre optique et/ou solidaire des moyens optiques (lentille de focalisation, miroirs) afin de garantir la convergence du faisceau laser au niveau du composé absorbant 421 .

Préférentiellement, les extrémités distales des parois de butée 25 comprennent un capteur pour détecter que lesdites parois de butée sont en contact direct avec l’os 51 de la cochlée. Ledit capteur peut comprendre un capteur de pression ou un capteur d’impédance pour détecter un contact direct avec l’os de la cochlée.

Dans un autre mode de réalisation alternatif, le corps de cathéter comprend au moins de fibres optiques de visé. Les deux fibres optiques de visé sont destinées à émettre un faisceau laser dans le domaine du visible. Les deux fibres optiques de visée sont agencées pour émettre des faisceaux laser qui vont se croiser à une distance de la cartouche prédéterminé.

Un avantage est que l’utilisateur, lors de l’approche de la cible avec le corps de cathéter, va visualiser les deux points des deux faisceaux laser de visé. Lorsque la cible sera à une distance de la cartouche égale à la distance prédéterminée, les deux points seront confondus et l’utilisateur visualise un unique point.

Préférentiellement, les fibres optiques de visés sont agencées pour que leurs faisceaux se croisent à une distance d de la cartouche comprise entre 500 pm et 10 000 pm.

SYSTEME MEDICAL L’invention concerne egalement un système medical 100 comprenant un dispositif médical 1 tel que décrit précédemment et une source laser 5. La source laser 5 est conçue pour générer un faisceau laser.

Préférentiellement, la source laser 5 est conçue pour générer un faisceau laser dont la longueur d’onde est comprise entre 400 nm et 2 microns. La longueur d’onde est avantageusement sélectionnée dans une longueur d’onde dans lequel le composé absorbant 421 est capable de transférer l’énergie lumineuse en énergie thermique. La source laser 5 est connecté au dispositif médical 1 de manière à faire transiter un flux laser généré par la source laser à travers la fibre optique 3 du dispositif médical 1 .

Tout type de laser peut être utilisé. La source laser est préférentiellement conçue pour émettre un faisceau laser dont la longueur d’onde évite l’altération de tissus biologiques.

Préférentiellement, la source laser est conçue pour émettre un faisceau laser infrarouge. Préférentiellement, une source laser pour émettre un faisceau laser d’une longueur d’onde comprise entre 1000 et 1100 nm.

L’avantage d’une lumière infrarouge est qu’elle réduit les risques d’altération des tissus biologiques.

Dans un mode de réalisation, la source laser est un matériau semi- conducteur. En particulier, une source laser comprenant un laser Nd-YAG (acronyme du nom anglais : neodymium-doped yttrium aluminum garnet) peut être utilisée.

Dans d’autres modes de réalisation, une lumière ultraviolette peut être utilisée.

Préférentiellement, la source laser est conçue pour émettre un faisceau laser pulsé. Un avantage de la lumière pulsé est de permettre la génération d’une bulle et l’expulsion d’une microgoutte sans couche de composé absorbant.

Dans un mode de réalisation où le dispositif médical 1 comprend une pluralité de fibres optiques coaxiales tel que décrit précédemment, le système médical 100 peut comprendre une pluralité de sources laser 5 et la partie proximale de chaque fibre est connectée à une source laser 5. Dans un autre mode de réalisation illustré sur la figure 7, le système médical 100 comprend une source laser 5 et comprend des moyens 101 pour orienter le faisceau laser issue de la source laser 5 dans une fibre laser sélectionnée. Les moyens 101 pour orienter le faisceau laser 31 peuvent comprendre un miroir et/ou au moins une lentille optique contrôlable pour dévier le faisceau laser vers la fibre optique sélectionnée.

Dans un mode de réalisation, l’élément contrôlable est asservi à un contrôleur tel qu’un processeur ou un calculateur CALC.

Dans un autre mode, le système médical 100 comprend une première source laser 5 pour provoquer le transfert d’une microgoutte sur la cible et une seconde source de lumière pour éclairer la cible par une fibre optique tel que décrit précédemment.

Dans un mode de réalisation, le système comprend des moyens pour acquérir des images d’une région dans le prolongement longitudinal du corps de cathéter. Préférentiellement, au moins une des fibres optiques coaxiales est connectée à un dispositif d’acquisition d’images. Le système est alors configuré pour acquérir et optionnellement afficher en temps réel un canal vidéo montrant la cible devant l’extrémité distale du corps de cathéter pendant l’approche.

SÉQUENCE D’ILLUMINATION

Lorsqu’une microgoutte est éjectée depuis la couche supérieure, une perturbation de l’état de surface est observée. Après l’éjection, la couche supérieure va se relaxer jusqu’à revenir à un état de surface sensiblement plane. La durée entre l’éjection de la microgoutte et le retour à cet état est appelée « temps de relaxation » et dépend de l’agent thérapeutique et de la phase dans laquelle ledit agent thérapeutique est dilué dans la couche supérieure.

Lorsqu'une microgoutte est éjectée lorsque l’état de surface de la couche supérieure est perturbé, la direction du jet est plus aléatoire et moins précise.

Dans un mode de réalisation, le système médical est configuré pour dévier la lumière à travers les fibres optiques co-axiales décrites ci-avant selon une séquence prédéterminée.

Préférentiellement, le système est configuré pour laisser un temps entre deux tirs depuis la même fibre optique égale ou supérieure à une période de temps prédéterminée. Ladite période de temps prédéterminée est préférentiellement supérieure au temps de relaxation de la couche supérieure. Dans un exemple, la séquence prédéterminée comprend l’illumination de la cartouche par la pluralité de fibres optiques selon une séquence dans laquelle deux illuminations successives ne sont jamais émises par deux fibres optiques adjacentes. Une première fibre optique est considérée comme « adjacente » d’une seconde fibre optique lorsque la seconde fibre optique, parmi la pluralité de fibres optiques co-axiales, est celle présentant la plus courte distance avec la première fibre optique ou l’une de celle présentant l’une des trois plus courtes distances avec la première fibre optique. La précision du jet de solution avec une telle séquence est ainsi améliorée.

L’invention concerne un produit-programme d’ordinateur configuré pour que le système médical mette en œuvre ladite séquence. L’invention concerne également un support lisible par ordinateur tel qu’une mémoire MEM (préférentiellement de type non transitoire) comprenant ledit programme d’ordinateur.