EP1504829A1 - Procédé de fabrication d'une aiguille médicale - Google Patents

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EP1504829A1
EP1504829A1 EP03017883A EP03017883A EP1504829A1 EP 1504829 A1 EP1504829 A1 EP 1504829A1 EP 03017883 A EP03017883 A EP 03017883A EP 03017883 A EP03017883 A EP 03017883A EP 1504829 A1 EP1504829 A1 EP 1504829A1
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EP
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needle
laser beam
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plane
dimensions
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EP03017883A
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EP1504829B1 (fr
Inventor
Adrian Fiechter
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Lasag AG
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Lasag AG
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Publication date
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Priority to TW093123105A priority patent/TWI311084B/zh
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21G—MAKING NEEDLES, PINS OR NAILS OF METAL
    • B21G1/00—Making needles used for performing operations
    • B21G1/08—Making needles used for performing operations of hollow needles or needles with hollow end, e.g. hypodermic needles, larding-needles

Definitions

  • the present invention relates to a method of manufacturing a needle metallic medical device of the type generally used to make sutures.
  • the tubular portion arranged at the non-pointed end of the needle is intended to ensure the subsequent fixation of the suture to the needle.
  • current medical needles are typically made from of a single metal portion with one end pointed while the second end is substantially planar.
  • a blind hole is then formed in the second end to subsequently secure the fixation of a suture.
  • the blind hole is made by a laser or drill drilling process according to the desired dimensions.
  • Another disadvantage of this type of process is related to the fact that if the hole blind is poorly positioned or sized, it may be that its walls are too thin to withstand the mechanical stresses subsequently suffered during the production a suture.
  • An object of the present invention is to overcome the disadvantages of art mentioned above by providing a method of manufacturing medical needles fast, inexpensive and good-yielding, that is, good reproducibility of the quality of the needles obtained.
  • the present invention relates to a method of manufacture of the type indicated above, characterized in that during step d) a movement of relative rotation is induced between the two needle portions, on the one hand, and the beam incident laser, on the other hand.
  • the method according to the present invention is characterized by the fact that the speed of the relative rotational movement and the duration of the pulses of the laser are adjusted relative to each other in such a way that less than a relative rotation is effected during the duration of a pulse of laser beam.
  • the weld obtained is continuous and of uniform quality over the entire periphery of the needle. Since the tube welded to the main portion of the needle is manufactured by a conventional method and proven, its dimensions are guaranteed relatively accurately. Thus, dimensions of the blind hole of the needle obtained by the method according to the present invention are not subject to fluctuations, from one needle to another, as this is the case for the needles of the prior art.
  • the first portion of the present needle a substantially cylindrical shape in the region of its second end, preferably of the same dimensions as the second needle portion. Of this way, the passage from one portion to the other does not present a discontinuity when the needle is assembled.
  • the two needle portions are applied against each other. the other with a certain pressure force prior to the welding operation.
  • the method according to the invention provides a preliminary step to the welding operation during which at least two, preferably three, very small weld points are made between first and second portions of the needle for the purpose of maintaining them in a relative position suitable for the welding operation.
  • a chamfer at the end of the tube for receiving the suture, which chamfer is oriented towards the inside of the hole blind.
  • the chamfer is made by removal of material by laser heating and so as to have an arcuate cross-section circle.
  • the presence of such a chamfer facilitates the subsequent introduction of the suture thread inside the blind hole of the needle.
  • the chamfer can be advantageously achieved after the welding operation of the two needle portions, to using the same laser machining head and the same relative rotational movement between the needle formed and the incident laser beam.
  • the chamfer is typically realized by the use of two laser beams of incidence angles respective opposites and each of which allows to achieve half of the chamfer.
  • a preferred embodiment of the present invention provides to arrange the two needle portions immobile on a fixed holder while the laser beam is rotated about the axis X2 of the tubular portion. A quick movement of the two portions that must remain fixed relative to each other is indeed difficult to implement without harming the welding precision.
  • FIG. 1 represents a medical needle 100 of the type currently used and described above, in partial section.
  • This needle is typically made of a single piece between a first pointed end 101 and a second end 102 whose section is substantially flat.
  • the needle 100 is not shown only partially, its median part not being visible, the first end 101 being represented in perspective while the region of the second end is shown in section.
  • the middle part can present a rectilinear or curvilinear form.
  • a blind hole 103 is made in the region the second end 102 for the purpose of securing a suture (not shown) in a subsequent manufacturing step.
  • the blind hole 103 is made by a laser drilling method.
  • this laser drilling method has a significant disadvantage which concerns the accuracy of the positioning of the hole 103 with respect to the needle and that the accuracy of the sizing of the hole obtained.
  • a bad sizing of the hole 103 can lead to poor hold of the suture (no shown) which is intended to be threaded, as well as an irregular shape of the hole 103.
  • FIG. 2 shows a medical needle 1 obtained by a method according to the present invention in a view similar to the view of FIG.
  • the needle 1 comprises two portions, a first main portion 2, partially represented, and a second portion 3 of tubular form.
  • the first main portion 2 comprises a first pointed end 4 and a second end 5 contained in a plane P1.
  • the middle part of the first main portion 2, which is not shown, may have any shape, that is to say, it can be rectilinear or curvilinear without its shape impact on the manufacturing process according to the present invention.
  • the second portion 3 preferably has an axial symmetry of axis X2 and comprises a first end 6 intended to be welded to the first portion 2, contained in a plane P2, substantially perpendicular to the axis X2.
  • the second portion 3 further comprises a second end 7 through which it is provided to insert a suture in a subsequent manufacturing step to bind the suture to the needle 1.
  • the suture must finally be housed inside the blind hole 8 formed by the meeting of the first 2 and second 3 portions of the needle 1.
  • chamfer 10 preferably has a substantially arcuate section of circle, with a radius of curvature of the order of a few tens or hundreds of micrometers, preferably between 10 and 200 micrometers, and ensures function of guiding the suture when it is threaded into the needle. This This measure makes it possible to significantly soften the conditions for insertion of the suture and to translated by a significant time saving in the wire assembly operation and of the needle which, typically, is automated with a rate of operation high of the order of several assemblies per second.
  • FIG. 2 shows in addition a structural detail of the needle 1, directly related to its manufacturing process. Indeed, we see the presence of a solder 11 at the interface between the first 2 and second 3 portions of the needle.
  • the weld extends over the entire thickness of the wall of the second tubular portion, as shown in FIG. 2, so as to guarantee a optimal rigidity of the connection between the two portions of the needle.
  • the process of manufacture according to the present invention makes it possible to form a continuous weld 11 on the entire periphery of the second portion 3 and excellent quality both on the plan mechanical only visually.
  • the first 2 and second 3 portions of the needle have been represented here with identical dimensions in the regions of their respective ends intended to be welded together.
  • the needle 1 has an envelope without irregularity from its surface from its pointed end 4 to its end 7 serving to fix the suture.
  • this characteristic which corresponds to a variant preferred is not limiting.
  • the skilled person can adapt the dimensions first and second needle portions according to their own needs without particular difficulty and without departing from the scope of the present invention.
  • the transverse dimensions of the second needle portion be less than or equal to that of the first portion.
  • FIGS. 3 and 4 show two examples of implementation of the method according to the present invention, with different welding devices.
  • FIG. 3 is a schematic representation of a first embodiment of performing the method according to the invention, according to which the first 2 and second 3 portions of the needle 1 are rotated against a laser beam still incident.
  • a work table 30 whose inclination of the working surface 31 is preferably capable of being adjusted according to at least an axis of rotation, as indicated by the arrow F1, to be able to adjust the angle incidence of the laser beam on the solder region if necessary.
  • a motor 32 is secured to the work surface 31 and drives a shaft 33 in rotation.
  • the shaft 33 carries a workpiece tool 34, which is rigidly attached to it, for supporting a needle 1 during the welding operation.
  • the workpiece tool 34 is provided with conventional means to ensure the maintaining the needle 1.
  • the device for implementing the method according to the method of embodiment of FIG. 3 comprises a laser source 35 emitting a laser beam 36 optical characteristics adapted to the operating conditions envisaged, especially in terms of power and frequency of pulses.
  • the device of FIG. 3 comprises optical means conventional means for modulating the shape of the laser beam 36, such as lenses 37, 38 and 39, as well as optical means for changing the direction of the laser beam 36, if necessary, such as a mirror 40.
  • optical means conventional means for modulating the shape of the laser beam 36, such as lenses 37, 38 and 39, as well as optical means for changing the direction of the laser beam 36, if necessary, such as a mirror 40.
  • the workpiece tool 34 is rotated on itself, in the direction indicated by the arrow F2, of such way that the needle turns on itself, the interface between its two remaining portions located opposite the incident laser beam 41.
  • An important parameter of the process according to the present invention then consists to adjust the values of the duration of the pulses of the laser beam 36 and the speed the rotation of the workpiece tool 34 relative to each other, so that During the duration of a complete pulse of the laser beam, the workpiece tool 34 performs at least one complete whole on itself.
  • the welding of the first and second needle portions in two steps.
  • a sleeve 42 of the type represented on the Figure 3 for illustrative and non-limiting.
  • the sleeve 42 has a shape generally cylindrical and comprises a bearing surface 43 against which is arranged the second portion 3 of the needle 1.
  • the sleeve 42 is then threaded on the end 5 of the first portion 2 of needle carried by the workpiece tool 34, of such way that the first and second needle portions are disposed in abutment one against the other.
  • the sleeve also has a plurality of openings 44 regularly distributed around its periphery and located opposite the interface region between the first and second needle portions.
  • the sleeve 42 shown comprises 3 openings 43 arranged at 120 ° from each other.
  • the incident beam 41 radiates the regions of the interface between the first and second needle portions located opposite the openings 43 to form small weld spots.
  • the sleeve 42 is removed and the workpiece tool 34 is again driven in rotation to perform the continuous welding, as mentioned above.
  • the method of manufacturing medical needles according to the present embodiment of the invention is applicable to needles whose section is not circular.
  • the application of this process to needles of different shapes leads to much lower results in term of production speed, in so far as the use of robotic arm type are required. Indeed, the movements made by a robotic arm in this case are more complex, so the welding process is overall slower.
  • FIG. 4 represents a preferred embodiment of the method according to FIG. present invention schematically.
  • the first 2 'and second 3' portions of the needle 1 ' are held in a fixed position during the operation of welding while the incident laser beam is driven in a movement of rotation.
  • the present mode of implementation is therefore more favorable from the point of view of of the stability of the relative position of the two parts to be welded together, same as from the point of view of their positioning with regard to the laser beam incident.
  • a laser source 50 emitting a laser beam 51 through a mechanical system 52 comprising conventional optical means for adjusting the characteristics of the laser beam incident 53.
  • the system 52 further comprises a reflective surface 54 as well as mechanical means (not shown) for rotating the surface reflecting 54 in the direction indicated by the arrow F3 in Figure 4.
  • the laser beam is then diverted towards a second surface reflector 55 of annular overall shape and having a concave shape in cross-section, as shown in FIG. 4.
  • the incident laser beam 53 is then emitted from the second reflecting surface 55, towards the needle 1, with a certain angle of incidence adjustable through the mechanical means of the system 52.
  • the needle 1 is arranged in a workpiece holder 56, the positioning of the system 52 and the needle being adjusted so that the laser beam incident presents its focal point substantially in the region of the interface between the first 2 and second 3 portions of the needle 1.
  • the laser beam is emitted and driven in a rotational movement through the rotation of the surface reflector 54, so that the incident laser beam travels the periphery of the needle at the interface between the two portions of the latter.
  • the values the speed of the rotation of the reflecting surface 54 and the duration of the pulses of the laser beam 51 are adjusted relative to each other, such in the course of the duration of a complete pulse of the laser beam, the reflective surface 54 performs at least one complete whole on itself.
  • the method according to the present invention has an additional step of polishing the needle casing 1 obtained after completion of the welding.
  • the skilled person can plan to use a direct optical coupling between the laser source and the optical devices for modifying the laser beam or optical fiber coupling according to its needs, without departing from the the present invention.

Abstract

La présente invention concerne un procédé de fabrication d'une aiguille (1), du type utilisée dans le domaine médical. Cette aiguille (1) est notamment formée par une soudure (11) au laser pulsé permettant de réunir une première portion (2) présentant une extrémité pointure (4) et une seconde extrémité (3) présentant la forme d'un tube et destinée à recevoir, dans une étape ultérieure, l'extrémité d'un fil de suture. Lors de l'étape de soudage, l'aiguille (1) et le faisceau laser incident sont entraînés dans un mouvement de rotation relatif dont la vitesse est ajustée de telle manière qu'au cours de la durée d'une impulsion du faisceau laser, un tour complet au moins est effectué. <IMAGE>

Description

DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention concerne un procédé de fabrication d'une aiguille médicale métallique du type généralement utilisée pour réaliser des sutures.
Plus précisément, la présente invention concerne un tel procédé comprenant les étapes consistant à:
  • a) se munir d'une première portion principale d'aiguille présentant une première extrémité pointue et une seconde extrémité dont la périphérie est contenue dans un plan P1,
  • b) se munir d'une seconde portion d'aiguille de forme tubulaire d'axe X2 et dont au moins une première extrémité présente une périphérie contenue dans un plan P2 sensiblement perpendiculaire à l'axe X2, les dimensions de la seconde portion d'aiguille dans le plan P2 étant inférieures ou égales aux dimensions de la première portion dans le plan P1,
  • c) disposer les première et seconde portions d'aiguille bout à bout, de telle manière que les plans P1 et P2 soient confondus en formant une interface entre les deux portions d'aiguille,
  • d) procéder au soudage des première et seconde portions d'aiguille sous l'effet de l'impact d'un faisceau laser pulsé incident sur une région de soudure située au niveau de l'interface.
    • La portion tubulaire agencée à l'extrémité non pointue de l'aiguille est destinée à assurer la fixation ultérieure du fil de suture à l'aiguille.
    ARRIÈRE-PLAN TECHNOLOGIQUE
    La réalisation de telles aiguilles médicales par le soudage de deux portions, une première portion comportant une extrémité pointue et la seconde portion étant de forme tubulaire est connue depuis longtemps, comme par exemple du brevet US 1,613,206, délivré le 4 janvier 1927.
    Toutefois, les aiguilles médicales les plus répandues actuellement ne présentent pas une structure obtenue par la réunion de deux parties initialement séparées. En effet, les exigences actuelles concernant la qualité de fabrication de ces aiguilles sont difficilement accessibles avec les procédés de soudage conventionnels. On connaít des procédés de soudure par points de deux pièces de formes cylindriques.
    Cependant, de tels procédés "de type macroscopique" sont difficilement applicables à des pièces aussi petites que des portions d'aiguilles médicales dont les diamètres sont couramment de l'ordre de quelques millimètres, voire moins. En effet, l'application d'un procédé de soudure par points conduirait à la formation de petites bavures tout autour de la jonction entre les deux portions d'aiguilles. La présence de ces bavures est bien entendu néfaste pour les tissus organiques sur lesquels une suture serait pratiquée avec une aiguille obtenue par un tel procédé de soudage.
    Ainsi, les aiguilles médicales actuelles sont typiquement réalisées à partir d'une portion métallique unique dont une extrémité est pointue tandis que la seconde extrémité est sensiblement plane. Un trou borgne est alors ménagé dans la seconde extrémité pour assurer ultérieurement la fixation d'un fil de suture. Généralement, le trou borgne est réalisé par un procédé de perçage au laser ou au foret selon les dimensions souhaitées.
    Ce type de procédé de fabrication présente toutefois un inconvénient important du fait que des tolérances très précises doivent être respectées en ce qui concerne les dimensions du trou borgne ainsi obtenu, dans le but de garantir une bonne tenue du fil de suture sur l'aiguille.
    Un autre inconvénient de ce type de procédé est lié au fait que si le trou borgne est mal positionné ou dimensionné, il se peut que ses parois soient trop fines pour supporter les contraintes mécaniques subies ultérieurement lors de la réalisation d'une suture.
    RÉSUMÉ DE L'INVENTION
    Un but de la présente invention est de pallier aux inconvénients de l'art antérieur susmentionnés en proposant un procédé de fabrication d'aiguilles médicales rapide, peu coûteux et présentant un bon rendement, c'est-à-dire une bonne reproductibilité de la qualité des aiguilles obtenues.
    Dans ce but, la présente invention concerne un procédé de fabrication du type indiqué plus haut, caractérisé par le fait qu'au cours de l'étape d) un mouvement de rotation relatif est induit entre les deux portions d'aiguille, d'une part, et le faisceau laser incident, d'autre part. En outre, le procédé selon la présente invention est caractérisé par le fait que la vitesse du mouvement de rotation relatif et la durée des impulsions du laser sont ajustées l'une par rapport à l'autre de telle manière qu'au moins un tour de rotation relative est effectué pendant la durée d'une impulsion du faisceau laser.
    Grâce à ces caractéristiques avantageuses, la soudure obtenue est continue et de qualité homogène sur toute la périphérie de l'aiguille. Dans la mesure où le tube soudé à la portion principale de l'aiguille est fabriqué par un procédé conventionnel et éprouvé, ses dimensions sont garanties de manière relativement précises. Ainsi, les dimensions du trou borgne de l'aiguille obtenu par le procédé selon la présente invention ne sont pas soumises à des fluctuations, d'une aiguille à l'autre, comme c'est le cas pour les aiguilles de l'art antérieur.
    Dans un mode de réalisation préféré, la première portion de l'aiguille présente une forme sensiblement cylindrique dans la région de sa seconde extrémité, préférablement de mêmes dimensions que la seconde portion d'aiguille. De cette manière, le passage d'une portion à l'autre ne présente pas de discontinuité lorsque l'aiguille est assemblée.
    De manière préférée, les deux portions d'aiguilles sont appliquées l'une contre l'autre avec une certaine force de pression préalablement à l'opération de soudage.
    Selon une variante préférée de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, on prévoit une étape préliminaire à l'opération de soudage au cours de laquelle au moins deux, de préférence trois, très petits points de soudure sont réalisés entre les première et seconde portions de l'aiguille dans le but de maintenir celles-ci dans une position relative apte à l'opération de soudage.
    Selon une autre caractéristique avantageuse de la présente invention, on peut prévoir une étape supplémentaire de réalisation d'un chanfrein à l'extrémité du tube destiné à recevoir le fil de suture, ce chanfrein étant orienté vers l'intérieur du trou borgne. De préférence, le chanfrein est réalisé par enlèvement de matière par chauffage au laser et de manière à présenter une section transversale en forme d'arc de cercle. La présence d'un tel chanfrein permet de faciliter l'introduction ultérieure du fil de suture à l'intérieur du trou borgne de l'aiguille. En outre, le chanfrein peut être réalisé avantageusement après l'opération de soudage des deux portions d'aiguille, à l'aide de la même tête d'usinage laser et du même mouvement relatif de rotation entre l'aiguille formée et le faisceau laser incident. En effet, actuellement le chanfrein est typiquement réalisé par l'utilisation de deux faisceaux laser d'angles d'incidence respectifs opposés et dont chacun permet de réaliser la moitié du chanfrein.
    En ce qui concerne la mise en oeuvre du mouvement relatif de rotation entre les deux portions d'aiguille et le faisceau laser incident, un mode de réalisation préféré de la présente invention prévoit de disposer les deux portions d'aiguille immobiles sur un porte-pièce fixe tandis que le faisceau laser est entraíné en rotation autour de l'axe X2 de la portion tubulaire. Un mouvement rapide des deux portions qui doivent rester fixes l'une par rapport à l'autre est en effet délicat à mettre en oeuvre sans nuire à la précision du soudage.
    BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS
    D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaítront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit, faite en référence aux dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs et dans lesquels:
    • la figure 1 représente une vue schématique en coupe partielle d'une aiguille médicale fabriquée par un procédé selon l'art antérieur;
    • la figure 2 représente une vue schématique en coupe partielle, similaire à la vue de la figure 1, d'une aiguille médicale fabriquée par un procédé selon la présente invention;
    • la figure 3 représente une vue schématique d'un dispositif utilisé pour la mise en oeuvre d'un premier mode de réalisation du procédé selon la présente invention, et
    • la figure 4 représente une vue schématique d'un dispositif utilisé pour la mise en oeuvre d'un second mode de réalisation du procédé selon la présente invention.
    DESCRIPTION DÉTAILLÉE
    La figure 1 représente une aiguille médicale 100 du type actuellement utilisé et décrit plus haut, en coupe partielle. Cette aiguille est typiquement réalisée d'une seule pièce entre une première extrémité 101 pointue et une seconde extrémité 102 dont la section est sensiblement plane. Pour plus de clarté, l'aiguille 100 n'est représentée que partiellement, sa partie médiane n'étant pas visible, la première extrémité 101 étant représentée en perspective tandis que la région de la seconde extrémité est représentée en coupe. De manière conventionnelle, la partie médiane peut présenter une forme rectiligne ou curviligne.
    Une fois l'aiguille "brute" formée, on réalise un trou borgne 103 dans la région de la seconde extrémité 102 dans le but d'assurer la fixation d'un fil de suture (non représenté) dans une étape de fabrication ultérieure. De manière conventionnelle, le trou borgne 103 est réalisé par un procédé de perçage au laser.
    Toutefois, ce procédé de perçage au laser présente un inconvénient important qui concerne la précision du positionnement du trou 103 par rapport à l'aiguille ainsi que la précision du dimensionnement du trou obtenu.
    En effet, des tolérances très faibles sont à respecter pour le positionnement du trou, dans la mesure où les parois 104 qui résultent de la formation du trou 103 sont relativement fines. Ainsi, un mauvais positionnement du trou 103 peut entraíner la formation de parois 104 trop fines pour garantir une bonne résistance mécanique de l'aiguille 100 à la déformation, voire à la rupture, lors de la réalisation d'une suture.
    De même, comme cela a déjà été mentionné plus haut, un mauvais dimensionnement du trou 103 peut entraíner une mauvaise tenue du fil de suture (non représenté) qui est destiné à y être enfilé, de même qu'une forme irrégulière du trou 103.
    Les problèmes mentionnés ci-dessus voient leur ampleur augmenter lorsqu'il est question de percer des trous présentant un diamètre supérieur à environ 0,4 mm. Par conséquent, le respect des tolérances de fabrication devient difficile dans ces conditions ce qui conduit à l'obtention d'un nombre élevé d'aiguilles qui ne sont pas aptes à être utilisées.
    En cherchant à résoudre ces problèmes en améliorant les procédés de fabrication connus, la Demanderesse a mis au point le procédé de fabrication d'aiguilles médicales selon la présente invention.
    La figure 2 présente une aiguille médicale 1 obtenue par un procédé selon la présente invention, dans une vue similaire à la vue de la figure 1.
    L'aiguille 1 comporte deux portions, une première portion principale 2, représentée partiellement, et une seconde portion 3 de forme tubulaire.
    La première portion principale 2 comprend une première extrémité pointue 4 et une seconde extrémité 5 contenue dans un plan P1. La partie médiane de la première portion principale 2, qui n'est pas représentée, peut présenter une forme quelconque, c'est-à-dire qu'elle peut être rectiligne ou curviligne sans que sa forme n'ait d'incidence sur le procédé de fabrication selon la présente invention.
    La seconde portion 3 présente préférablement une symétrie axiale d'axe X2 et comprend une première extrémité 6 destinée à être soudée à la première portion 2, contenue dans un plan P2, sensiblement perpendiculaire à l'axe X2. La seconde portion 3 comprend en outre une seconde extrémité 7 à travers laquelle il est prévu d'insérer un fil de suture dans une étape de fabrication ultérieure pour lier ce dernier à l'aiguille 1. Ainsi, le fil de suture doit finalement être logé à l'intérieur du trou borgne 8 formé par la réunion des première 2 et seconde 3 portions de l'aiguille 1.
    Dans un mode de réalisation préféré du procédé selon la présente invention, il est prévu de munir le bord du trou borgne 8, c'est-à-dire la jonction entre l'extrémité 7 de la seconde portion 3 et la surface périphérique 9 du trou 8, d'un chanfrein 10. Le chanfrein 10 présente préférablement une section sensiblement en forme d'arc de cercle, avec un rayon de courbure de l'ordre de quelques dizaines ou centaines de micromètres, préférablement entre 10 et 200 micromètres, et permet d'assurer une fonction de guidage du fil de suture lorsque celui-ci est enfilé dans l'aiguille. Cette mesure permet d'assouplir notablement les conditions d'insertion du fil de suture et se traduit par un gain de temps important au niveau de l'opération d'assemblage du fil et de l'aiguille qui, typiquement, est automatisée avec une cadence de fonctionnement élevée de l'ordre de plusieurs assemblages par seconde.
    La figure 2 laisse apparaítre en outre un détail structurel de l'aiguille 1, directement lié à son procédé de fabrication. En effet, on constate la présence d'une soudure 11 au niveau de l'interface entre les première 2 et seconde 3 portions de l'aiguille. De manière préférée, la soudure s'étend sur toute l'épaisseur de la paroi de la seconde portion tubulaire, tel que représenté la figure 2, de façon à garantir une rigidité optimale de la liaison entre les deux portions de l'aiguille. En outre, le procédé de fabrication selon la présente invention permet de former une soudure 11 continue sur toute la périphérie de la seconde portion 3 et d'excellente qualité tant sur le plan mécanique que sur le plan visuel.
    Les première 2 et seconde 3 portions de l'aiguille ont été représentées ici avec des dimensions identiques dans les régions de leurs extrémités respectives destinées à être soudées ensemble. Ainsi, l'aiguille 1 présente une enveloppe sans irrégularité de sa surface depuis son extrémité pointue 4 jusqu'à son extrémité 7 servant à fixer le fil de suture. Bien entendu, cette caractéristique qui correspond à une variante préférée n'est pas limitative. L'homme du métier pourra adapter les dimensions relatives des première et seconde portions d'aiguille selon ses propres besoins sans difficulté particulière et sans sortir du cadre de la présente invention.
    Il convient de noter toutefois que du fait de l'utilisation ultérieur de l'aiguille, en particulier du fait de la direction de ses déplacements dans les tissus organiques, il est impératif que les dimensions transversales de la seconde portion d'aiguille soient inférieures ou égales à celles de la première portion.
    Les figures 3 et 4 présentent deux exemples de mise en oeuvre du procédé selon la présente invention, avec des dispositifs de soudage différents.
    La figure 3 représente, de manière schématique, un premier mode de réalisation du procédé selon l'invention, suivant lequel les première 2 et seconde 3 portions de l'aiguille 1 sont entraínées en rotation en regard d'un faisceau laser incident immobile.
    Dans ce but, on peut utiliser une table de travail 30 dont l'inclinaison de la surface de travail 31 est préférablement susceptible d'être ajustée suivant au moins un axe de rotation, tel qu'indiqué par la flèche F1, pour pouvoir régler l'angle d'incidence du faisceau laser sur la région de soudure si nécessaire.
    Un moteur 32 est solidaire de la surface de travail 31 et entraíne un arbre 33 en rotation. L'arbre 33 porte un outil porte-pièce 34, qui lui est fixé de manière rigide, destiné à supporter une aiguille 1 pendant l'opération de soudage.
    L'outil porte-pièce 34 est pourvu de moyens conventionnels pour assurer le maintien de l'aiguille 1.
    D'autre part, le dispositif pour mettre en oeuvre le procédé selon le mode de réalisation de la figure 3 comporte une source laser 35 émettant un faisceau laser 36 de caractéristiques optiques adaptées aux conditions opératoires envisagées, notamment en termes de puissance et de fréquence d'impulsions.
    En outre, le dispositif de la figure 3 comporte des moyens optiques conventionnels pour moduler la forme du faisceau laser 36, telles que des lentilles 37, 38 et 39, ainsi que des moyens optiques pour modifier la direction du faisceau laser 36, le cas échéant, tel qu'un miroir 40. Par la biais de ces moyens optiques, on obtient un faisceau laser incident 41 dont le point focal est situé dans la région de l'interface entre les première 2 et seconde 3 portions de l'aiguille 1.
    Ainsi, lorsque le positionnement relatif entre l'aiguille 1 et le faisceau laser incident 41 correspond à la position nécessaire pour la mise en oeuvre de l'étape de soudage des première et seconde portions de l'aiguille, l'outil porte-pièce 34 est entraíné en rotation sur lui-même, dans la direction indiquée par la flèche F2, de telle manière que l'aiguille tourne sur elle-même, l'interface entre ses deux portions restant située en regard du faisceau laser incident 41.
    Un paramètre important du procédé selon la présente invention consiste alors à ajuster les valeurs de la durée des impulsions du faisceau laser 36 et de la vitesse de la rotation de l'outil porte-pièce 34 l'une par rapport à l'autre, de telle manière qu'au cours de la durée d'une impulsion complète du faisceau laser, l'outil porte-pièce 34 effectue au moins un tout complet sur lui-même.
    Ainsi, on obtient une soudure propre et continue sur toute la périphérie de l'aiguille 1.
    Selon une variante préférée de mise en oeuvre du procédé selon la présente invention, on effectue le soudage des première et seconde portions d'aiguille en deux étapes. On peut en effet prévoir une étape préliminaire de soudage au cours de laquelle les première 2 et seconde 3 portions de l'aiguille sont liées ensemble par au moins deux petits points de soudure.
    Dans ce but, on peut utiliser un manchon 42 du type de celui représenté sur la figure 3 à titre illustratif et non limitatif. Le manchon 42 présente une forme globalement cylindrique et comprend une surface d'appui 43 contre laquelle est disposée la seconde portion 3 de l'aiguille 1. Le manchon 42 est alors enfilé sur l'extrémité 5 de la première portion 2 d'aiguille portée par l'outil porte-pièce 34, de telle manière que les première et seconde portions d'aiguille soient disposées en butée l'une contre l'autre.
    Le manchon dispose en outre d'une pluralité d'ouvertures 44 régulièrement réparties autour de sa périphérie et situées en regard de la région d'interface entre les première et seconde portions d'aiguille. Le manchon 42 représenté comprend 3 ouvertures 43 disposées à 120° les unes des autres.
    Par conséquent, lorsque l'outil porte-pièce 34 effectue au moins un premier tour de rotation sur lui-même, le faisceau incident 41 irradie les régions de l'interface entre les première et seconde portion d'aiguille situées en regard des ouvertures 43 pour former des petits points de soudure.
    Une fois les trois petits points de soudure réalisés, dans le cas de l'exemple représenté, le manchon 42 est retiré et l'outil porte-pièce 34 est à nouveau entraíné en rotation pour effectuer la soudure continue, tel que mentionné plus haut.
    On peut noter que le procédé de fabrication d'aiguilles médicales selon le présent mode de réalisation de l'invention est applicable à des aiguilles dont la section n'est pas circulaire. Toutefois, il est bien clair que l'application de ce procédé à la réalisation d'aiguilles de formes différentes conduit à des résultats bien moindres en terme de vitesse de production, dans la mesure où le recours à des moyens support du type bras robotisé sont nécessaires. En effet, les mouvements effectués par un bras robotisé dans ce cas sont plus complexes, donc le procédé de soudage est globalement plus lent.
    La figure 4 représente un mode de mise en oeuvre préféré du procédé selon la présente invention de manière schématique. On a volontairement représenté une aiguille de type curviligne à titre illustratif, la forme de l'aiguille n'ayant pas d'incidence sur le procédé selon la présente invention, tel que mentionné précédemment.
    Conformément à ce mode de mise en oeuvre préféré de l'invention et contrairement au mode de mise en oeuvre précédent, les première 2' et seconde 3' portions de l'aiguille 1' sont maintenues dans une position fixe pendant l'opération de soudage tandis que le faisceau laser incident est entraíné dans un mouvement de rotation.
    Le présent mode de mise en oeuvre est par conséquent plus favorable du point de vue de la stabilité de la position relative des deux pièces à souder ensemble, de même que du point de vue de leur positionnement en regard du faisceau laser incident.
    Dans ce but, on peut utiliser préférablement un dispositif optique particulier permettant de produire un faisceau laser rotatif à grande vitesse de rotation. Un tel dispositif est décrit dans la demande de brevet européen No 03011210.6 intitulée "Apparatus for generating a rotating laser beam", déposée le 16 mai 2003 par la Demanderesse, et dont le contenu est intégralement incorporé en référence dans la présente demande.
    Les moyens techniques spécifiques mis en oeuvre dans ce dispositif optique ne seront par conséquent pas décrits en détail dans la présente demande.
    Pour la mise en oeuvre du procédé, il est prévu de recourir à une source laser 50 émettant un faisceau laser 51 à travers un système mécanique 52 comportant des moyens optiques conventionnels pour ajuster les caractéristiques du faisceau laser incident 53. Le système 52 comporte en outre une surface réfléchissante 54 ainsi que des moyens mécaniques (non représentés) destinés à faire tourner la surface réfléchissante 54 dans la direction indiquée par la flèche F3 sur la figure 4.
    Le faisceau laser est alors dévié en direction d'une seconde surface réfléchissante 55 de forme globale annulaire et présentant une forme concave en section transversale, tel qu'apparent de la figure 4. Le faisceau laser incident 53 est alors émis à partir de la seconde surface réfléchissante 55, en direction de l'aiguille 1, avec un certain angle d'incidence ajustable par le biais des moyens mécaniques du système 52.
    Par ailleurs, l'aiguille 1 est disposée dans un porte-pièce 56, le positionnement relatif du système 52 et de l'aiguille étant ajusté de telle manière que le faisceau laser incident présente son point focal sensiblement dans la région de l'interface entre les première 2 et seconde 3 portions de l'aiguille 1.
    Une fois l'aiguille 1 positionnée correctement, le faisceau laser est émis et entraíné dans un mouvement de rotation par le biais de la rotation de la surface réfléchissante 54, de telle manière que le faisceau laser incident parcourt la périphérie de l'aiguille au niveau de l'interface entre les deux portions de cette dernière.
    De même que dans le mode de réalisation précédemment décrit, les valeurs de la vitesse de la rotation de la surface réfléchissante 54 et de la durée des impulsions du faisceau laser 51 sont ajustées l'une par rapport à l'autre, de telle manière qu'au cours de la durée d'une impulsion complète du faisceau laser, la surface réfléchissante 54 effectue au moins un tout complet sur elle-même.
    Grâce à un dispositif du type de celui décrit dans la demande de brevet en référence, il est possible d'atteindre des vitesses de rotation de la surface réfléchissante 54 de l'ordre de 20000 tours par minute. Il est par conséquent évident que la mise en oeuvre du présent mode de réalisation préféré du procédé selon l'invention dans la production d'aiguilles médicales procure un avantage important en terme de vitesse de production. Le dispositif mentionné est particulièrement avantageux dans la mesure où il suffit d'interrompre l'émission du faisceau laser entre deux aiguilles à usiner, le système mécanique poursuivant son mouvement de rotation, ce qui procure également un gain de temps considérable.
    Dans une variante similaire à celle décrite en relation avec le mode de mise oeuvre précédent, on prévoit de réaliser la soudure entre les première et seconde portions d'aiguille en deux étapes, une étape préliminaire permettant d'effectuer des petits points de soudure régulièrement répartis le long de la périphérie de l'aiguille pour les rendre solidaire l'une de l'autre.
    Dans ce but, on pourra prévoir d'utiliser un manchon 42, tel que décrit en relation avec la description détaillée de la figure 3.
    Il convient de noter que dans chacun des modes de réalisation décrits, il est préférable de réaliser le chanfrein 10 (figure 2) en utilisant la même tête d'usinage laser. Dans chacun des cas, en effet, il suffit de modifier la position relative de l'aiguille et du faisceau laser incident entre les opérations de soudage et de réalisation du chanfrein. Bien entendu, il peut être nécessaire de modifier en outre la puissance du laser et/ou la durée de ses impulsions.
    En outre, comme mentionné plus haut, il est préférable de prévoir des moyens conventionnels pour appliquer une force de pression relative entre les première et seconde portions de l'aiguille préalablement à l'étape de soudage, dans le but d'éviter la formation de poches d'air dans la soudure obtenue. De tels moyens n'ont pas été décrits en détail mais leur mise en oeuvre de manière conventionnelle est à la portée de l'homme du métier.
    Par ailleurs, on peut prévoir que le procédé selon la présente invention comporte une étape supplémentaire de polissage de l'enveloppe de l'aiguille 1 obtenue après la réalisation de la soudure.
    La description qui précède correspond à des modes de réalisation particuliers et ne saurait en aucun cas être considérée comme limitative, en ce qui concerne plus particulièrement la forme décrite et représentée pour l'aiguille et pour le manchon, ainsi que la structure des dispositifs utilisés pour la faire tourner ou pour faire tourner le faisceau laser incident.
    En outre, l'homme du métier pourra prévoir d'utiliser un couplage optique direct entre la source laser et les dispositifs optiques de modification du faisceau laser ou bien un couplage par fibre optique en fonction de ses besoins, sans sortir du cadre de la présente invention.

    Claims (13)

    1. Procédé de fabrication d'une aiguille médicale métallique comprenant les étapes consistant à:
      a) se munir d'une première portion principale d'aiguille présentant une première extrémité pointue et une seconde extrémité dont la périphérie est contenue dans un plan P1,
      b) se munir d'une seconde portion d'aiguille de forme tubulaire d'axe X2 et dont au moins une première extrémité présente une périphérie contenue dans un plan P2 sensiblement perpendiculaire à l'axe X2, les dimensions de ladite seconde portion d'aiguille dans ledit plan P2 étant inférieures ou égales aux dimensions de ladite première portion dans ledit plan P1,
      c) disposer lesdites première et seconde portions d'aiguille bout à bout, de telle manière que lesdits plans P1 et P2 soient confondus en formant une interface entre lesdites deux portions d'aiguille,
      d) procéder au soudage desdites première et seconde portions d'aiguille sous l'effet de l'impact d'un faisceau laser pulsé incident sur une région de soudure située au niveau de ladite interface,
         le procédé étant caractérisé en ce qu'au cours de l'étape d) un mouvement de rotation relatif est induit entre lesdites deux portions d'aiguille, d'une part, et le faisceau laser incident, d'autre part, la vitesse dudit mouvement de rotation relatif et la durée des impulsions du laser étant ajustées l'une par rapport à l'autre de telle manière qu'au moins un tour de rotation relative est effectué pendant la durée d'une impulsion du faisceau laser.
    2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite première portion d'aiguille est sensiblement cylindrique dans la région de sa seconde extrémité.
    3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que les dimensions de ladite seconde portion d'aiguille dans ledit plan P2 sont sensiblement égales aux dimensions de ladite première portion dans ledit plan P1.
    4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que dans l'étape c) de la revendication 1, une force de pression est en outre appliquée sur lesdites première et seconde portions d'aiguille pour les presser l'une contre l'autre.
    5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une étape supplémentaire de réalisation d'un chanfrein entre la seconde extrémité de la seconde portion d'aiguille et sa surface interne.
    6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit chanfrein présente une section transversale en forme d'arc de cercle.
    7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit arc de cercle présente un rayon sensiblement compris entre 10 et 200 micromètres.
    8. Procédé selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce qu'une même tête d'usinage laser est utilisée dans l'étape d) de la revendication 1 et pour la réalisation du chanfrein.
    9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdites deux portions d'aiguille sont disposées immobiles sur un porte-pièce fixe, tandis que ledit faisceau laser incident est entraíné dans un mouvement de rotation autour dudit axe X2.
    10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que ledit mouvement de rotation dudit faisceau laser incident est réalisé par la mise en oeuvre d'un dispositif optique comprenant notamment une surface réfléchissante tournante.
    11. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape d) de la revendication 1 est mise en oeuvre deux fois de suite, un manchon étant disposé sur l'aiguille 1 lors de la première mise en oeuvre puis retiré avant la seconde mise en oeuvre, ledit manchon présentant des ouvertures situées en regard de ladite interface entre lesdites première et seconde portions d'aiguille.
    12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que ledit manchon présente trois ouvertures espacées de 120° les unes par rapport aux autres suivant la périphérie dudit manchon.
    13. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une étape de polissage est en outre prévue après l'étape d) de la revendication 1.
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