L’industrie du dispositif médical dans le monde

Dossier : La santé et la médecine à l'aube du XXIe siècleMagazine N°562 Février 2001
Par Philippe CHÊNE
Par Alain JOSEPH

L’indus­trie du dis­posi­tif médi­cal est une indus­trie com­plexe et hétérogène. C’est la loi du 18 jan­vi­er 1994 qui intro­duit dans le droit français la déf­i­ni­tion du dis­posi­tif médi­cal (arti­cle L. 665–3 du Code de la san­té publique).

On entend par dis­posi­tif médi­cal tout instru­ment, appareil, équipement, matière, pro­duit, à l’ex­cep­tion des pro­duits d’o­rig­ine humaine, ou autre arti­cle util­isé seul ou en asso­ci­a­tion, y com­pris les acces­soires et logi­ciels inter­venant dans son fonc­tion­nement, des­tiné par le fab­ri­cant à être util­isé chez l’homme à des fins médi­cales et dont l’ac­tion prin­ci­pale voulue n’est pas obtenue par des moyens phar­ma­cologiques ou immunologiques ni par métab­o­lisme, mais dont la fonc­tion peut être assistée par de tels moyens. Les dis­posi­tifs médi­caux qui sont conçus pour être implan­tés en total­ité ou en par­tie dans le corps humain ou placés dans un ori­fice naturel, et qui dépen­dent pour leur bon fonc­tion­nement d’une source d’én­ergie élec­trique ou de toute source d’én­ergie autre que celle qui est générée directe­ment par le corps humain ou la pesan­teur, sont dénom­més dis­posi­tifs médi­caux implanta­bles actifs.

L’in­dus­trie du dis­posi­tif médi­cal com­prend par exem­ple les matériels d’im­agerie médi­cale, les panse­ments util­isés dans les salles opéra­toires, mais aus­si les pro­thès­es externes util­isées par les orthopédistes, les pro­thès­es internes telles que les valves car­diaques, les matéri­aux de per­fu­sion ou de dis­tri­b­u­tion des flu­ides. Il y a plus de 3 000 familles de pro­duits dif­férentes représen­tant env­i­ron 84 000 pro­duits en tout.

Le tableau I illus­tre cette diversité.

La com­plex­ité des domaines cou­verts par l’in­dus­trie des dis­posi­tifs médi­caux, la mul­ti­plic­ité des secteurs et l’ab­sence de nomen­cla­ture inter­na­tionale des pro­duits ren­dent la col­lecte des sta­tis­tiques dif­fi­cile et leur com­para­i­son aléa­toire. Le tableau II illus­tre la répar­ti­tion géo­graphique de cette industrie.

Enfin les prix de ces pro­duits sont très vari­ables, de quelques cen­times à 20 mil­lions de francs. En France, l’in­dus­trie des tech­nolo­gies médi­cales représente un secteur de poids avec un chiffre d’af­faires d’en­v­i­ron 30 mil­liards, employ­ant 20 000 per­son­nes et réal­isant 25 % à l’export.

Avant sa mise sur le marché, tout dis­posi­tif médi­cal doit obtenir le mar­quage CE (Con­for­mité européenne). Ce mar­quage CE est délivré par un organ­isme noti­fié (autorité nationale d’un État mem­bre de l’EU) qui éval­ue la con­for­mité du dis­posi­tif médi­cal en matière de sécu­rité et de san­té par rap­port aux textes de la direc­tive européenne dont il dépend (93/42, 98/79, ou 90/385). Une fois que le pro­duit a reçu le mar­quage CE, il peut être ven­du libre­ment dans tous les États mem­bres de l’U­nion européenne sans autre véri­fi­ca­tion ou modification.

Des compétences et des métiers multiples

L’in­dus­trie du dis­posi­tif médi­cal est une indus­trie qui com­porte une forte présence d’ingénieurs. Toutes les tech­nolo­gies sont mis­es en œuvre, mécanique, élec­tric­ité, élec­tron­ique, infor­ma­tique, tex­tile, chimie… Plus de 50 dis­ci­plines telles que, par exem­ple, la physique des solides ou l’holo­gra­phie sont présentes dans l’in­dus­trie du dis­posi­tif médi­cal. Plus de 50 spé­cial­ités médi­cales telles que la chirurgie orthopédique, la car­di­olo­gie, l’oph­tal­molo­gie ou la néphrolo­gie utilisent les pro­duits et sys­tèmes de l’in­dus­trie du dis­posi­tif médical.

Celle-ci développe, fab­rique et con­di­tionne des pro­duits à l’at­ten­tion des médecins, chirurgiens et des pro­fes­sions paramédi­cales, afin que, à leur tour, ils en fassent béné­fici­er le patient. On com­prend, par exem­ple, que ce ne peut être le malade lui- même qui achète sa pro­thèse de hanche et donc le risque inhérent à l’acte chirur­gi­cal engage la respon­s­abil­ité du chirurgien avant celle du fab­ri­cant du dispositif.

Les dis­posi­tifs implanta­bles néces­si­tent une adap­ta­tion au patient. De ce fait cet aspect doit être inté­gré lors des phas­es de recherche et développe­ment. Cela est évi­dent pour les pro­thès­es externes, telles les jambes ou les mains artic­ulées qui s’adaptent aux activ­ités des patients en fonc­tion de l’âge, de l’ac­tiv­ité, de la pra­tique éventuelle d’un sport, mais s’ap­plique aus­si dans le cas de pro­thès­es internes (valves car­diaques, défib­ril­la­teurs implanta­bles ou cœur artificiel).

En com­plé­ment des pro­duits, l’in­dus­trie du dis­posi­tif médi­cal four­nit à ses clients des ser­vices en rap­port avec l’ex­ploita­tion du dis­posi­tif, tels que la for­ma­tion à l’u­til­i­sa­tion pra­tique, un ser­vice d’as­sis­tance tech­nique disponible vingt-qua­tre heures sur vingt-qua­tre, des com­pé­tences en matière de ges­tion du parc de matériel ou en matière de logis­tique pour la livrai­son des patients à domi­cile, par exemple.

Bax­ter est une société améri­caine dont la moitié du chiffre d’af­faires (6 mil­liards de dol­lars) est réal­isée dans le dis­posi­tif médi­cal. L’en­tre­prise est présente dans plus de 100 pays et com­porte 175 sites de pro­duc­tion. 40 000 per­son­nes tra­vail­lent dans les dif­férents domaines d’ac­tiv­ité du groupe : la trans­fu­sion san­guine, les médica­ments dérivés du sang et les vac­cins, l’ad­min­is­tra­tion des médica­ments (sys­tèmes de per­fu­sion, pom­pes et dif­fuseurs porta­bles), la nutri­tion par­en­térale, les gaz anesthésiques et les pro­duits des­tinés aux traite­ments de l’in­suff­i­sance rénale chronique terminale.

L’association des technologies

Dans l’in­dus­trie du dis­posi­tif médi­cal, la recherche pro­pre­ment dite, c’est-à-dire fon­da­men­tale, est peu réal­isée par l’en­tre­prise et c’est plutôt le développe­ment au sens anglo-sax­on du terme (devel­op­ment = mise au point) qui draine la majorité des investisse­ments. En matière de recherche, ce sont essen­tielle­ment des con­trats de col­lab­o­ra­tion qui sont mis en place avec des struc­tures publiques.

Dans le développe­ment de nou­veaux pro­duits, Bax­ter dépense env­i­ron 1 mil­lion de dol­lars en R & D par jour, ce qui représente env­i­ron 6 % du chiffre d’af­faires, et s’in­téresse à des dis­ci­plines très divers­es. Nous allons illus­tr­er la pluridis­ci­pli­nar­ité des con­nais­sances néces­saires à ces développe­ments, à par­tir de domaines dans lesquels Bax­ter est présent.

Dans le cadre de l’amélio­ra­tion de l’ad­min­is­tra­tion des médica­ments, il existe depuis quelques années des domaines de recherche sur les injec­tions trans­der­miques à base de micro-aigu­illes. Com­pa­ra­ble au patch, sim­ple à utilis­er, cette tech­nique per­me­t­trait aus­si d’ad­min­istr­er des médica­ments qui sont habituelle­ment injec­tés par une seringue.

Ces microaigu­illes, tra­ver­sant l’épi­derme, per­me­t­traient d’in­jecter une grande var­iétés de molécules. N’at­teignant pas les ter­mi­naisons nerveuses du derme elles seraient indo­lores. La capac­ité de ces microaigu­illes à dif­fuser sur des tis­sus de peau de gross­es pro­téines telles que la sérum albu­mine est à l’étude.

C’est une tech­nique clas­sique de microélec­tron­ique, la pul­véri­sa­tion ion­ique réac­tive, qui per­met de fab­ri­quer un réseau de microaigu­illes en sili­ci­um : un car­ré de 3 mm de côté, héris­sé de 400 microaigu­illes longues de 150 micromètres et pas plus épaiss­es qu’un cheveu. Le procédé con­siste à arracher des atom­es à une cible (ici en sili­ci­um) sous l’ef­fet d’un fais­ceau d’ions (flu­o­rine et oxygène dans ce cas) avec lesquels elle est par­ti­c­ulière­ment réac­tive. Un masque en résine per­met d’opér­er une sorte d’usi­nage à l’échelle atom­ique. La tech­nique est couram­ment util­isée pour l’im­pres­sion des cir­cuits inté­grés, mais pour des épais­seurs bien moindres.

Si ce sys­tème fait ses preuves on pour­rait alors imag­in­er de graver un micro­processeur en même temps que les microaigu­illes pour dis­pos­er d’un sys­tème pro­gram­ma­ble de délivrance de médica­ments, par exem­ple chez les dia­bé­tiques pour con­trôler l’in­jec­tion d’in­su­line en fonc­tion de leur glycémie.

Tou­jours dans le domaine du traite­ment du dia­bète, nous pou­vons men­tion­ner les pom­pes à insu­line implanta­bles. Trois élé­ments con­stituent le sys­tème d’in­fu­sion con­tin­ue (sur plusieurs jours) d’in­su­line. Un boîti­er en titane en forme de disque implan­té dans le tis­su abdom­i­nal sous-cutané com­prend le réser­voir d’in­su­line, un sys­tème de pis­ton, un réser­voir élec­tron­ique et une pile au lithium.

Un sys­tème télémétrique per­met au patient ou au médecin de pro­gram­mer la pompe, ou d’a­juster le débit d’in­fu­sion. De nom­breux travaux sont actuelle­ment en cours pour amélior­er la bio­com­pat­i­bil­ité de ces sys­tèmes et repro­duire au mieux le fonc­tion­nement phys­i­ologique du pancréas.

L’in­suff­i­sance rénale chronique ter­mi­nale touche actuelle­ment env­i­ron 35 000 per­son­nes en France. Les patients atteints de cette mal­adie peu­vent être traités, en dehors de la greffe rénale, par deux tech­niques de sup­pléance, l’hé­modial­yse ou la dial­yse péri­tonéale. Ces tech­niques peu­vent être mis­es en place soit dans un cadre hos­pi­tal­ier soit à domicile.

Majori­taire­ment, les patients atteints de mal­adies chroniques souhait­ent un retour au domi­cile dès que pos­si­ble. Aujour­d’hui, il existe encore des bar­rières tech­niques pour exaucer ces souhaits. La télémédecine pour­rait apporter, dans cer­tains cas, une solu­tion à ces problèmes.

La télémédecine c’est l’u­til­i­sa­tion des télé­com­mu­ni­ca­tions et de l’in­for­ma­tique dans la pra­tique et la for­ma­tion médi­cale. Des médecins effectuent des con­sul­ta­tions à dis­tance (télé­con­sul­ta­tion), inter­prè­tent des images médi­cales à dis­tance (télé­ex­per­tise), ou encore des patients sont sur­veil­lés à domi­cile plutôt qu’à l’hôpi­tal (télé­sur­veil­lance).

La télémédecine néces­site une col­lab­o­ra­tion entre infor­mati­ciens, indus­triels du dis­posi­tif médi­cal sus­cep­ti­bles de trans­met­tre les infor­ma­tions médi­cales utiles au médecin (pouls, pres­sion artérielle, sur­veil­lance visuelle du cathéter de dial­yse péri­tonéale par exem­ple), indus­triels des télé­com­mu­ni­ca­tions (trans­mis­sion en con­tinu et immé­di­ate de grandes quan­tités d’in­for­ma­tions), médecins, écon­o­mistes (éval­u­a­tion du rap­port coût/efficacité de la technique).

Les biotech­nolo­gies font aus­si par­tie du monde des dis­posi­tifs médi­caux. De nom­breux patients atteints de can­cer sont traités par chimio­thérapie afin de détru­ire les cel­lules tumorales. L’un des obsta­cles à l’ef­fi­cac­ité du traite­ment réside dans l’ac­qui­si­tion, par ces cel­lules, de résis­tances aux antim­i­to­tiques. Dif­férentes straté­gies ont été pro­posées pour ten­ter de s’op­pos­er à ces résis­tances. En par­ti­c­uli­er, l’aug­men­ta­tion des dos­es de chimio­thérapie paraît capa­ble, dans un cer­tain nom­bre de cas, d’an­nuler les mécan­ismes de pro­tec­tion mis en œuvre par la cellule.

Intro­duite au début des années 1980, la chimio­thérapie à hautes dos­es avec auto­gr­effe de moelle osseuse (ou, à l’heure actuelle, auto­gr­effe de cel­lules souch­es hématopoïé­tiques) a dans ce domaine con­sti­tué un des espoirs de ces dernières années. Les cel­lules souch­es, ou indif­féren­ciées, du sang ont tou­jours été con­sid­érées comme ” le Saint-Graal de l’hé­ma­tolo­gie et de l’immunologie “.

Ces cel­lules, créées par la moelle osseuse, sont les seules à pos­séder deux capac­ités : se dif­férenci­er en n’im­porte quelle cel­lule du sang (glob­ules rouges et blancs, pla­que­ttes) et se renou­vel­er en nou­velles cel­lules souch­es. Le prob­lème est qu’elles sont très rares — une sur 100 000 cel­lules de la moelle — et qu’elles sont très dif­fi­ciles à dis­tinguer d’autres cel­lules qui en sont à un stade plus avancé de la dif­féren­ci­a­tion. Elles ont main­tenant été trou­vées et isolées grâce à l’i­den­ti­fi­ca­tion d’un mar­queur par­ti­c­uli­er, l’antigène de sur­face CD34 exprimé au niveau d’une sous-pop­u­la­tion de cellules.

Mal­gré cette lim­i­ta­tion, la gly­co­pro­téine CD34 est dev­enue le mar­queur de choix dans la purifi­ca­tion de cel­lules souch­es. Actuelle­ment tous les pro­to­coles expéri­men­taux et clin­iques sont en effet ciblés sur la pop­u­la­tion cel­lu­laire CD34+ (quan­tifi­ca­tion ou purifi­ca­tion). Dif­férents dis­posi­tifs médi­caux de purifi­ca­tion ont été employés, basés sur des dif­férences de den­sité, d’ex­pres­sion d’antigènes, de niveau du cycle cel­lu­laire, et d’ac­ti­va­tion pour l’ob­ten­tion des cel­lules souches.

Conclusion

La pluridis­ci­pli­nar­ité des sci­ences, des tech­niques et des métiers se développe à grande vitesse dans le domaine des sci­ences de la vie et favorise l’in­no­va­tion. Pour met­tre en œuvre les thérapies et pra­tiques clin­iques nou­velles, l’in­dus­trie du médica­ment et l’in­dus­trie des dis­posi­tifs médi­caux tra­vailleront de plus en plus en commun.

À titre d’ex­em­ple, les stents1 exten­si­bles sont large­ment util­isés au cours des procé­dures d’an­gio­plas­tie coro­n­aire2. Un sérieux prob­lème réside dans la sur­v­enue d’une réob­struc­tion pro­gres­sive. Aujour­d’hui est à l’é­tude un stent coro­n­aire orig­i­nal recou­vert d’un polymère por­teur d’un plas­mide à ADN, qui per­met une libéra­tion locale d’un pro­duit lut­tant con­tre la réob­struc­tion tout en per­me­t­tant l’ex­ten­sion et le déploiement du stent. La mise au point de ce principe pose de nom­breux défis, notam­ment en ce qui con­cerne la sur­face très réduite du stent et la néces­sité du main­tien de sa fonc­tion­nal­ité avec un revête­ment polymérique circonférentiel.

Indis­pens­able au pro­grès des pra­tiques médi­cales, l’in­dus­trie du dis­posi­tif médi­cal est aus­si créa­trice d’amélio­ra­tion de la qual­ité de vie des patients tout en respec­tant un coût accept­able pour la col­lec­tiv­ité. Son développe­ment passe par une ouver­ture et une col­lab­o­ra­tion avec de nom­breuses disciplines. 

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1. L’en­do­pro­thèse coro­n­aire ou stent est définie comme un cylin­dre métallique à mailles plus ou moins lâch­es, des­tiné à être encas­tré dans la paroi artérielle. Ces treil­lis métalliques exer­cent une force radi­ale qui per­met de main­tenir, après angio­plas­tie, le cal­i­bre artériel à une valeur prédéterminée.
L’ac­tion essen­tielle du stent est d’éviter le retour élas­tique de la paroi.
2. L’ob­jec­tif de l’an­gio­plas­tie est de dilater (en cas de sténose) ou de reper­méa­bilis­er (en cas d’oc­clu­sion) la lumière artérielle pour restituer un flux san­guin satisfaisant.

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