Hémodialyse low-techisée

Titre : Cahier des charges et évaluations d'une machine d'hémodialyse à prix abordable

Sous-titre : Une course contre la montre pour un développement plus intelligent, résumé exécutif

Maitre d’ouvrage : Dr Nhân Luong

Maitre d’oeuvre : Cécile Legallais

Équipe : Combe Guillaume, Dendoncker Astrid, Lacorte Adrien, Martinez Aude

Institution : Université de Technologie de Compiègne

Date : Février - Juin 2019

Abstract : Alors que la santé globale dans le monde s’améliore et que l’espérance de vie augmente, l’insuffisance rénale chronique gagne du terrain, entrant dans le top 20 de la Global Burden Diseases study en 2013. Selon les auteurs de l’étude, elle fait en effet partie des causes d’augmentation du nombre d’années avec incapacité. Bien que sa prévalence dans le monde soit sous-évaluée, on estime en 2015 que plus de 10% de la population mondiale est atteinte. Ces chiffres sont en augmentation en raison du vieillissement de la population, et de l’augmentation de la prévalence de ses deux causes principales : le diabète et l’hypertension. L’insuffisance rénale chronique a pour principaux traitements la greffe et l’hémodialyse. Devant le faible nombre de patients transplantés (66000 greffes de reins dans le monde en 2007), l’évolution des techniques de dialyse au cours des 50 dernières années a été un progrès majeur dans le traitement de cette pathologie. Cependant, c’est un traitement coûteux, tant sur l’achat des appareils nécessaires que sur les consommables. En effet, un moniteur d’hémodialyse classique coûte au moins 15 000 euros et consomme environ 145L d’eau. De fait un grand nombre d’hôpitaux, particulièrement dans les pays en développement ne peuvent pas se permettre un tel investissement. De plus, dans ces pays, la séance de dialyse est aux frais du patient . On estime alors que 92,8% des personnes bénéficiant de ces traitements habitent dans des pays riches. Cela signifie que la grande majorité des insuffisants rénaux des pays en développement n’ont pas accès à ce traitement et meurent prématurément des suites de la maladie. Ainsi, l’OMS estime qu’entre 2,3 et 7 millions de personnes sont décédées en 2010 des suites d’une insuffisance rénale, faute d’accès à un traitement de dialyse. Ces chiffres alarmants nous on fait prendre conscience de l’absolue nécessité d’une alternative sûre et moins coûteuse afin de démocratiser cette méthode de traitement, en vue d’un doublement des patients en ayant besoin d'ici à 2030. L’association loi 1901 “Rein artificiel Mutualisé-Mission” participe, dans les pays émergents, à la prévention des maladies rénales et aide à la baisse du coût des dialyses par la réalisation du moniteur de dialyse “N.K.Man”. Ce moniteur devra avoir un coût de fabrication inférieur à 5 000 euros, et fonctionner notamment en circuit fermé, et à bas débit afin de réduire les volumes d’eau utilisés. L’association souhaite également simplifier l’utilisation, parfois très complexe, des moniteurs d’hémodialyse existants, dans le but de faciliter leur maintenance et également de maximiser leur durée de vie. Enfin, évidemment des coûts réduits ne signifient pas la négligence de la sécurité du patient. Les matériaux choisis devront donc êtres biocompatibles, un système de désinfection efficace devra être validé et le dispositif devra être conforme aux normes en vigueur.

Objectifs du projet : L’association a choisi de faire participer des étudiants de l’UTC à son projet. L’objectif est donc de concevoir une machine et d’en réaliser les dessins techniques (2D, 3D), afin de permettre sa fabrication. Cette machine devra respecter des critères de qualité et de sécurité fixés. Nous allons donc réaliser une analyse fonctionnelle, un cahier des charges fonctionnel, une estimation des coûts de production d’un prototype et une analyse des risques. Le travail des UTCéens permettra la fabrication de la machine par des fournisseurs. Le développement de la partie ingénierie permettra aussi de concrétiser le projet et facilitera les partenariats avec industriels et investisseurs. L’ensemble de ces travaux a pour objectif final de proposer des soins accessibles aux pays en développement notamment en Afrique et en Asie.

• Boucle fermée, réservoir de dialysat d'environ 70L afin de diminuer la consommation d'eau, et moins cher (5000/6000€) car le contrôle permanent du dialysat n'est plus nécessaire dans ce circuit fermé.

• Solution proposée : Certaines variantes ont été apportées à la machine de départ (Rhodial) et ont pour principal but de sortir la pompe de décontamination du dialysat du circuit, soit en la supprimant soit en la déplaçant sur un circuit indépendant.

• Élévation de la température du patient : causée par l'élévation de la température du dialysat additionnée à la défaillance du thermomètre de la boucle de régulation de la température.

• Variation non souhaitée du volume d'eau extrait

• Passage d'une bulle d'air dans les tubulaires

• Variation importante du débit dialysat

• Contamination du patient (impuretés, bactéries)

• Passage de sang dans le circuit

• Mauvaise filtration sanguine (concentrations ioniques souhaitées non atteintes)

Bonne approche pour la conception d'un générateur d'hémodialyse en circuit fermé, mais le système hydraulique et les performances de fonctionnement sont encore à améliorer. Ce n'est que théorique ; il faut donc faire des expérimentations pour étudier de manière précise les éléments essentiels du protocole (normes, pertes de chaleur du dialysat au cours de la dialyse.