FR2736240A1 - Repondeur d'identification pouvant etre implante et procede de montage ameliore - Google Patents
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Abstract
Marqueur d'identification amélioré et procédé de montage du marqueur, comprenant les étapes de réalisation d'un récipient de verre (10) et de remplissage du récipient de verre (10) avec un liquide à cuisson rapide (18) jusqu'à un volume prédéterminé correspondant au moins au volume dans lequel le volume non rempli du récipient (10) est égal au volume de déplacement d'un circuit intégré hybride (15) et d'une antenne (16). Le circuit intégré hybride (15) et l'antenne (16) sont placés dans le récipient (10) de façon à être totalement enveloppés par le liquide (18). Un capuchon (22) est placé sur le récipient et le liquide (18) est cuit. De préférence, le capuchon (22) est un capuchon antidéplacement (22) de sorte que, lorsque le répondeur d'identification est implanté dans un animal, il empêche le répondeur d'identification de glisser.
Description
REPONDEUR D'IDENTIFICATION POUVANT ETRE IMPLANTE ET
PROCEDE DE MONTAGE AMELIORE
Cette invention se rapporte, d'une manière générale, à un procédé amélioré de production d'un marqueur d'identification qui peut être implanté dans un animal et
gardé par ce dernier. De manière spécifique, le marqueur d'identification est un répondeur électrique d'identification pouvant être implanté contenant des10 informations d'identification concernant l'animal, lesquelles peuvent être lues par un détecteur externe.
Un répondeur électronique d'identification, pouvant être implanté, contenant des informations d'identification concernant un animal, a une utilité significative dans le domaine biomédical. Par exemple, un répondeur électronique d'identification programmable et
de détection de température, quand il est implanté dans un animal, rend possible non seulement l'identification positive de l'animal mais permet également la lecture de20 la température de l'animal.
Une des exigences principales associées à la fabrication d'un répondeur d'identification pouvant être implanté est l'encapsulation de l'ensemble formant circuit intégré hybride et du bobinage d'antenne, de25 sorte que ces composants critiques puissent être isolés du fluide corporel, une fois que le répondeur d'identification est inséré dans l'animal. Le fluide corporel contient un composant salé qui, quand il vient en contact avec l'électronique du répondeur30 d'identification va endommager l'électronique par une action corrosive et va rendre l'électronique inutilisable, habituellement dans les vingt-quatre heures après l'injection. Le procédé d'encapsulation doit également être compatible d'un point de vue biologique et doit être totalement non nuisible aux tissus environnants
au niveau du site d'implantation.
Les procédés courants d'encapsulation utilisent une capsule de verre. Le verre est chauffé et est étiré jusqu'à une dimension précise et est coupé à une certaine longueur, une extrémité étant ouverte et l'autre extrémité étant scellée, créant un récipient. L'ensemble formant circuit intégré hybride et bobinage d'antenne est placé à l'intérieur du récipient de verre. Une fois que ces composants sont placés dans le récipient de verre,10 l'extrémité ouverte du récipient de verre est scellée. Les procédés couramment disponibles pour sceller l'extrémité ouverte ont été limités à ceux utilisant la technologie laser et/ou de polissage à la flamme. Ces deux procédés sont très consommateurs de temps et très15 coûteux, exigeant une maîtrise élaborée des tolérances, un équipement spécial et des opérateurs spécialisés
entraînés. De plus, la technologie laser est potentiellement très dangereuse pour l'opérateur et des salles spéciales sous atmosphère maîtrisée doivent être20 utilisées pour employer des procédés de ce type.
Un problème supplémentaire associé aux procédés connus pour sceller l'extrémité ouverte du récipient de verre est le choc thermique qui se produit dans l'ensemble formant circuit intégré hybride et dans le25 bobinage d'antenne pendant la fabrication, comme conséquence de l'utilisation de la chaleur pour sceller l'extrémité ouverte du récipient. Le choc thermique peut raccourcir la vie de l'unité et/ou détruire l'unité en train d'être produite. Pour éviter ce problème, on sait30 utiliser de la colle, à bon escient, pour fixer les composants à l'intérieur du récipient avant que l'extrémité ouverte du récipient ne soit scellée. Les procédés couramment disponibles pour sceller l'extrémité ouverte empêchent un scellement secondaire complet de ces composants critiques à l'intérieur du récipient en utilisant de la colle. Une matière utile pour coller les composants électroniques à l'intérieur du récipient pour donner un scellement secondaire (substrat d'isolation d'encapsulation par colle) peut seulement remplir partiellement le récipient, parce que la colle doit être maintenue a l'écart de l'extrémité du
récipient, de sorte que le récipient puisse être scellé.
Si la colle est autorisée près de l'extrémité du récipient, la colle va contaminer les parois du verre conduisant à une combustion de la colle pendant le traitement à la chaleur, empêchant un scellement complet ou, dans certaines circonstances, détruisant l'ensemble formant répondeur d'identification tout entier. Cette inaptitude à former un scellement secondaire avec la colle, qui recouvre complètement le répondeur d'identification en remplissant le récipient, rend les composants électroniques internes vulnérables à une défaillance prématurée due aux vibrations excessives pendant le transport aussi bien qu'un dommage dû au20 fluide corporel, pour peu que le récipient de verre se casse ou se brise lorsqu'il est placé à l'intérieur de l'animal hôte. Un problème supplémentaire avec les procédés de scellement connus est que la longueur du récipient doit être plus longue pour donner la matière de paroi de verre supplémentaire qui est chauffée pour provoquer un affaissement sur elle-même, créant une bille de verre ou fermeture par capuchon à l'extrémité du récipient. Cela aboutit à un ensemble final de verre devenant plus long30 que nécessaire et devient un inconvénient majeur lorsque le répondeur d'identification doit être placé dans des animaux de toutes sortes. De plus, quand des procédés de scellement couramment connus sont utilisés, des vides ou bulles d'une taille de l'ordre du micron vont rester dans l'extrémité scellée du 4 récipient. Ces vides et ces bulles sont extrêmement difficiles à détecter à cause de la taille du répondeur d'identification. Lorsque ces vides non voulus subsistent, le fluide corporel va couler dans l'ensemble5 électronique du répondeur d'identification et va l'endommager. Parce que le chauffage du verre est directement lié à l'épaisseur de la paroi, il en résulte un formage ou soudure à froid du verre. Pendant le transport, la bille ou extrémité formant capuchon du10 récipient se casse et rend le produit inutilisable pour l'application envisagée. Par conséquent, on souhaite un nouvel ensemble formant répondeur d'identification et un nouveau procédé pour fabriquer un ensemble formant répondeur d'identification qui protège les composants à15 l'intérieur du récipient de verre sans utiliser de chaleur, pour surmonter les inconvénients de la technique antérieure. Un procédé pour former un marqueur comprend l'étape de réalisation d'un récipient de verre. Le récipient de verre est rempli avec un liquide à cuisson rapide jusqu'à un volume prédéterminé correspondant au moins au volume dans lequel le volume non rempli du récipient est égal au volume de déplacement d'une puce de circuit intégré hybride et d'une antenne ("composants de répondeur25 d'identification"). Les composants du répondeur d'identification sont placés dans le récipient de façon à être entièrement enveloppés par le liquide de cuisson. Un capuchon est placé sur le récipient et le liquide est cuit. A cause de la cuisson, on propose un répondeur30 d'identification amélioré ayant un capuchon antidéplacement, ne comportant aucun vide, et dans lequel les composants de répondeur d'identification sont fermement maintenus. Par conséquent, un objectif de l'invention est de proposer un procédé amélioré pour fabriquer un répondeur d'identification. Un autre objectif de l'invention est de proposer un procédé pour fabriquer un répondeur d'identification qui
ne nécessite pas de chaleur.
Encore un autre objectif de l'invention est de proposer un procédé pour fabriquer un répondeur d'identification qui produit un répondeur
d'identification plus stable.
Encore un autre objectif de l'invention est de proposer un ensemble formant répondeur d'identification amélioré dans lequel les composants de répondeur d'identification sont isolés des fluides corporels et
analogues pendant l'utilisation.
Encore d'autres objectifs et avantages de
l'invention vont être en partie évidents et en partie manifestes à partir de la description.
Par conséquent, l'invention comprend plusieurs étapes et la relation d'une ou plusieurs étapes de ce type par rapport aux autres, l'appareil réalisant les particularités de structure, de combinaison et d'agencement d'éléments qui sont conçus pour effectuer
les étapes de ce type, et le sujet qui possède les caractéristiques, propriétés et relation des éléments, sont tous expliqués dans la description détaillée qui va25 suivre dans la suite du document.
Pour une meilleure compréhension de l'invention, on va se référer à la description qui va suivre lorsqu'elle
est prise en relation avec les dessins annexés, dans lesquels:30 la figure 1 est une vue en perspective représentant un récipient utilisé selon l'invention; la figure 2 est une vue en perspective éclatée de l'invention représentant la puce de circuit intégré hybride et l'antenne juste avant l'insertion dans un35 récipient, représentant une étape selon le procédé de l'invention; la figure 3 est une vue en perspective éclatée du capuchon et du récipient, représentant une autre étape selon le procédé de l'invention; la figure 4 est une vue en perspective d'un répondeur d'identification construit selon l'invention; et la figure 5 est une vue en coupe prise le long de la
ligne 4-4.
Un procédé amélioré de construction d'un marqueur d'identification amélioré conçu pour être implanté dans un animal est proposé selon des modes de réalisation préférés de l'invention et va être décrit en se référant aux figures 1 à 5.15 La figure 1 représente globalement un récipient de verre 10 compatible d'un point de vue biologique, ayant une extrémité complètement scellée 11 et une extrémité ouverte 12. Des procédés de polissage à la flamme, connus dans la technique, peuvent être utilisés pour produire20 l'extrémité scellée 11 et aussi pour polir légèrement à la flamme l'extrémité ouverte 12 pour enlever tout bord tranchant restant de la procédure de coupe utilisée pour fabriquer le récipient de verre 10. Le récipient de verre 10 possède une paroi extérieure 14 et une paroi
intérieure 13.
La figure 2 décrit l'étape suivante du montage qui comprend le remplissage du récipient de verre 10 avec un liquide à durcissement rapide. Dans un mode de réalisation servant d'exemple, une matière 18 compatible30 d'un point de vue biologique, pouvant être cuite aux ultraviolets, dans un état liquide, est remplie jusqu'à un niveau prédéterminé 19. Le niveau prédéterminé est sélectionné de sorte que, quand une unité formant répondeur d'identification 20 est introduite dans le35 récipient de verre 10, une matière pouvant être cuite aux ultraviolets 18 est déplacée et remplit complètement le récipient 10 et enveloppe complètement l'unité formant répondeur d'identification 20. Une matière pouvant être cuite aux ultraviolets de ce type 18 est un adhésif de 5 liaison de chlorure de polyvinyle à cuisson aux ultraviolets, tel qu'un adhésif médical de catégorie 6
dans le classement USP (Pharmacopée des Etats-Unis) à cause de son caractère approprié pour un usage vétérinaire. Cependant, d'autres matières à cuisson10 rapide peuvent également être utilisées pour des usages non biomédicaux.
L'unité formant répondeur d'identification 20 peut être composée d'un ensemble formant circuit intégré hybride 15 et d'un bobinage d'antenne 16. En outre, l'unité formant répondeur d'identification 20, en plus de contenir des informations d'identification, peut également être programmée pour recueillir des données physiologiques concernant l'animal. Par exemple, un
répondeur d'identification qui est programmable et qui20 détecte la température peut être utilisé pour obtenir la température de l'animal.
Comme le montre la figure 3, après que l'unité formant répondeur d'identification 20 a été placée à l'intérieur du récipient de verre 10, la matière pouvant25 être cuite aux ultraviolets 18 enveloppe complètement l'unité formant répondeur d'identification 20 et remplit complètement le récipient de verre 10, un capuchon antidéplacement 22 est placé au-dessus de l'extrémité ouverte 12 du récipient de verre 10. L'utilisation du30 capuchon antidéplacement pour aider au maintien du répondeur d'identification dans une canule et/ou pour empêcher le déplacement du répondeur d'identification à partir d'un animal après injection est décrite en détail dans le Brevet U.S. n 5 074 318, brevet qui est35 incorporé dans ce document par référence, comme s'il était totalement décrit dans ce document. Dans un mode de réalisation particulier, lorsque l'unité formant répondeur d'identification 20 est placée dans un récipient de verre 10, une matière pouvant être cuite aux ultraviolets 18 déborde du récipient de verre 10 et coule le long de la paroi extérieure 14, ayant pour conséquence que la matière pouvant être cuite aux ultraviolets 18 est présente sur la paroi extérieure 14 du récipient de verre 10. Par conséquent, lorsque le capuchon 22 est positionné sur le récipient 10, la matière pouvant être cuite aux ultraviolets va être disposée entre le capuchon et le récipient et va agir comme un adhésif fixant solidement le capuchon au récipient lorsque la matière à cuisson aux ultraviolets est cuite. Quand il n'y a pas de débordement15 de la matière pouvant être cuite aux ultraviolets, une petite quantité de colle peut être placée sur la paroi extérieure du récipient 10 correspondant au placement du capuchon 22 pour coller le capuchon 22 au récipient 10. Une fois placé sur le récipient de verre 10, le capuchon antidéplacement 22 va couvrir à peu près une moitié du récipient de verre 10. Le capuchon antidéplacement 22 sert à empêcher le marqueur de glisser en dehors de l'animal, lorsque le marqueur est implanté dans l'animal. Le capuchon antidéplacement 22 est fait25 d'une matière ayant un coefficient de friction élevé. De préférence, le capuchon antidéplacement est fait d'une
matière compatible d'un point de vue biologique. Par exemple, le capuchon antidéplacement 22 peut être fait en injectant du polypropylène médical dans une cavité de30 moulage. De plus, la description du capuchon antidéplacement, aussi bien que les avantages procurés
par un dispositif de ce type, sont donnés par le Brevet U.S. nO 5 074 318. Après que le capuchon antidéplacement 22 a été placé sur le récipient de verre 10. Cette unité subit ensuite un rayonnement ultraviolet pendant plusieurs secondes, ayant pour conséquence que la matière pouvant être cuite aux ultraviolets 18 passe d'un état liquide à un état solide. Comme conséquence du rayonnement, la matière 5 pouvant être cuite aux ultraviolets 18 dans le récipient de verre 10 passe à l'état solide, et la matière pouvant être cuite aux ultraviolets 18 qui s'est répandue en dehors du récipient de verre 10 et qui est piégée dans l'espace entre la paroi intérieure 33 du capuchon10 antidéplacement 22 et la paroi extérieure 14 du récipient de verre 10 se solidifie également, ayant pour conséquence que le capuchon antidéplacement 22 est lié, de façon permanente, à la paroi de verre 13. Lorsque la matière pouvant être cuite 18 est cuite jusqu'à un état durci, le résultat est un répondeur d'identification massif ayant un boîtier de verre, les circuits et l'antenne étant étendus et protégés à l'intérieur de la nouvelle matière cuite solide 18, comme le montrent les figures 4 et 5. Le répondeur20 d'identification résultant comprend une couche de verre extérieure 10, une couche protectrice solide 18, un circuit 15 et une antenne 16. Le capuchon 22 agit comme un revêtement partiel de récipient de verre 10. Dans une variante de mode de réalisation, le capuchon antidéplacement 22 peut également contenir des parties en saillie 29 pour empêcher davantage le déplacement. Les parties en saillie 29 sont utiles une fois que le marqueur, un répondeur d'identification pouvant être implanté, est complètement construit et prêt30 à être inséré dans un animal. Habituellement, le répondeur d'identification pouvant être implanté est inséré dans un animal en utilisant un appareil d'implantation, qui est également décrit dans le Brevet U.S. nO 5 074 318. Les parties en saillie 29 sont35 utilisées pour interagir avec les tissus animaux après
injection, empêchant le marqueur de se déplacer.
Dans un mode de réalisation du répondeur d'identification pouvant être implanté à utiliser dans les études sur les souris ou pour les animaux de compagnie, les dimensions du récipient de verre 10 sont les suivantes: diamètre extérieur de 2,12 0,03 mm, diamètre intérieur de 1,75 0,03 mm et longueur de 13,20 0,3 mm. Dans un cas de ce type, on préfère que le répondeur d'identification 20, lorsqu'il est placé à l'intérieur du récipient de verre 10, soit situé 0,02 mm au-dessous de l'extrémité ouverte 12 du récipient de
verre 10.
Le marqueur ainsi produit est caractérisé par plusieurs avantages distincts par rapport aux répondeurs
d'identification pouvant être implantés fabriqués selon les procédés couramment disponibles dans la technique.
Par exemple, le capuchon antidéplacement donne un moyen pour créer un rayon uniforme jusqu'à l'extrémité plate du récipient de verre. De plus, le dispositif20 antidéplacement n'est pas une enveloppe ajustée sur le verre mais est plutôt lié à la paroi de verre et n'est pas susceptible de glisser par inadvertance pendant le transport ou l'utilisation. Aussi, le procédé décrit dans ce document élimine le besoin de sceller l'extrémité ouverte du récipient de verre en utilisant une technologie laser ou de polissage à la flamme. Cette élimination a pour conséquence une économie sensible de coût, parce que les équipements spéciaux et les opérateurs spécialement entraînés,
nécessaires pour ces procédés, ne sont pas plus longtemps nécessaires.
Le choc thermique causé à l'unité formant répondeur d'identification est également éliminé, parce qu'aucune chaleur n'est nécessaire pour sceller l'extrémité ouverte35 du récipient. Les risques de présence de vides ou de l1 bulles, qui pourraient se former lorsque l'extrémité ouverte du récipient est fermée par le procédé au laser
ou par le polissage à la flamme, sont également éliminés.
Le scellement secondaire procuré à l'unité formant répondeur d'identification par la matière cuite aux ultraviolets fonctionne également pour isoler
l'électronique du fluide corporel, même si le récipient de verre craque ou se casse pendant l'utilisation dans un animal, de sorte que le dommage qui pourrait survenir à10 l'électronique est négligeable.
En outre, l'encapsulation complète de l'ensemble du circuit intégré hybride et du bobinage d'antenne le rend très stable. Cela améliore, de manière significative, l'aptitude à la programmation et à l'étalonnage de l'ensemble étant donné que la très faible masse du dispositif est très vulnérable et sensible aux changements de température de l'air ou de l'eau. En réalisant complètement l'ensemble formant répondeur d'identification à l'intérieur de la matière cuite aux20 ultraviolets, une plus grande stabilité est donnée au dispositif entier, créant une seule masse monolithe, qui
rend la mise en oeuvre nécessaire du dispositif programmable plus rapide et qui rend l'étalonnage largement amélioré en ce qui concerne le temps et la25 précision.
De plus, le scellement secondaire procuré par la matière cuite aux ultraviolets protège l'électronique des
vibrations qui se produisent pendant le transport, diminuant, de manière significative, le taux de perte des30 unités transportées.
Enfin, quand ce procédé est utilisé, la longueur du récipient de verre peut être plus courte que lors de
l'utilisation de procédés classiques, parce que le besoin de sceller l'extrémité ouverte du récipient en utilisant35 le procédé laser ou de polissage à la flamme est éliminé.
On voit ainsi que les objectifs précédemment mentionnés, parmi ceux rendus évidents à partir de la
description précédente, sont atteints, de manière efficace, et, étant donné que certains changements5 peuvent être apportés en exécutant le procédé (processus) précédent et dans le sujet précédemment cité sans
s'écarter de l'esprit et de l'étendue de l'invention, on considère que toute la matière contenue dans la description précédente et représentée dans les dessins10 annexés doive être interprétée comme étant représentative et non limitative.
Bien que l'invention ait été particulièrement montrée et décrite en se référant à un mode de réalisation préféré de celle-ci, il sera compris aisément15 par les personnes expérimentées dans cette technique que des modifications dans la forme et dans des détails
peuvent être effectuées sans sortir de l'esprit ni du domaine de l'invention.
Claims (10)
1. Procédé de production d'un marqueur d'identification caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: la réalisation d'un récipient (10) ayant une extrémité ouverte (12) et ayant une paroi extérieure (14) et une paroi intérieure (33); le remplissage partiel du récipient (10) avec une matière à l'état liquide pouvant être cuite (18); l'insertion d'un répondeur électronique d'identification dans le récipient (10) contenant la matière pouvant être cuite (18), dans lequel l'insertion du répondeur électronique d'identification a pour conséquence que la matière pouvant être cuite (18) enveloppe complètement le répondeur d'identification; et
la cuisson de la matière pouvant être cuite (18).
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend l'étape de fixation d'un capuchon
(22) sur l'extrémité ouverte (12) du récipient (10) avant la cuisson de la matière pouvant être cuite (18).
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend l'étape de s'assurer que la matière liquide pouvant être cuite (18) remplit suffisamment le25 récipient (10) de sorte que le répondeur électronique d'identification est inséré dans le récipient (10), que la matière liquide pouvant être cuite (18) déborde de l'extrémité ouverte et recouvre, au moins en partie, la paroi extérieure (14) du récipient (10) au niveau de30 l'extrémité ouverte (12) de sorte que la cuisson oblige la matière liquide pouvant être cuite (18) disposée entre
le capuchon (22) et la paroi extérieure (14) du récipient (10) à lier le capuchon (22) au récipient (10).
4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière pouvant être cuite (18) est une matière pouvant être cuite aux ultraviolets (18) et comprend, de plus, l'étape d'exposer le récipient de verre (10), ayant le capuchon (22) placé sur l'extrémité ouverte (12) du récipient de verre (10), à un rayonnement ultraviolet pendant une quantité suffisante de temps pour solidifier la matière pouvant être cuite
aux ultraviolets (18).
5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend, de plus, l'étape de remplissage du récipient (10) avec la matière pouvant être cuite (18) jusqu'à un volume prédéterminé, le volume prédéterminé étant au moins aussi grand que le volume du récipient (10) moins le volume de déplacement du répondeur
d'identification.
6. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la matière pouvant être cuite aux ultraviolets (18) comprend un adhésif de chlorure de polyvinyle
pouvant être cuit aux ultraviolets.
7. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le capuchon antidéplacement (22) réalise un rayon uniforme, lorsqu'il est placé sur le sommet de
l'extrémité ouverte du récipient de verre (10).
8. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le répondeur d'identification comprend un ensemble formant circuit intégré hybride (15) et
bobinage d'antenne (16).
9. Procédé de production d'un marqueur d'identification conçu pour être injecté sous la peau d'un animal, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: la réalisation d'un récipient (10) ayant une extrémité scellée (11) et une extrémité ouverte (12) et ayant une paroi extérieure (14) et une paroi intérieure
(33);
l'insertion d'un répondeur électronique d'identification dans le récipient (10); le remplissage du récipient (10) contenant le répondeur électronique d'identification avec une matière pouvant être cuite aux ultraviolets (18), de sorte que la matière pouvant être cuite aux ultraviolets (18) enveloppe complètement le répondeur d'identification et remplit le récipient (10); le placement d'un capuchon (22) sur l'extrémité ouverte du récipient (10); la cuisson de la matière pouvant être cuite aux ultraviolets (18) en exposant le récipient (10) ayant le capuchon antidéplacement (22) placé sur l'extrémité
ouverte du récipient (10) à un rayonnement ultraviolet.
10. Répondeur d'identification pouvant être implanté caractérisé en ce qu'il comprend un récipient (10) ayant une extrémité fermée (11) et une extrémité ouverte (12), un répondeur d'identification disposé à l'intérieur du récipient (10), une matière (18) enveloppant le répondeur d'identification dans le récipient (10) pour empêcher le déplacement du
répondeur d'identification dans le récipient (10).
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