La présentation traite du développement d'une seringue motorisée pour l'injection de médicaments visqueux, en réponse à un besoin du secteur médical, avec des exigences de précision et de force. Le projet, mené par l'institut d'automatisation industrielle de la HEIG-VD, a été finalisé avec succès, mais une entreprise partenaire a fait faillite avant de commercialiser le produit. Les compétences multidisciplinaires de l'institut permettent d'envisager des applications supplémentaires dans d'autres secteurs tels que l'agroalimentaire et la parfumerie.

1. Seringue motorisée
Enrico M. Staderini
Western Switzerland University of Applied Sciences
Haute Ecole d’Ingénieurs et de Gestion du Canton de Vaud
Route de Cheseaux, 1
1400 Yverdon-les-Bains (Vaud)
Switzerland
enrico.staderini@heig-vd.ch
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credits:
language: FR
date: April 4th 2012

2. Présentation du porteur
La HEIG-VD, forte de ses 12 instituts de Ra&D, est un
moteur de l’innovation:
CHF 16 millions de contrats de recherche appliquée et
développement par an;
>250 ingénieur-e-s et économistes impliqué-e-s dans les
activités de Ra&D;
>10 transferts technologiques effectués par an, dont la plus
part avec des PMEs.
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3. Présentation du porteur
L’Institut d’Automatisation Industrielle compte à ce jour 13 professeurs
HES à plein temps, 21 ingénieurs et 3 secrétaires à temps partiel.
En 2009, à côté des tâches d’enseignement au sein de la HEIG-VD, cette
équipe a consacré 27'000 heures à des tâches de Ra&D, réalisant un
chiffre d’affaire de 2,3 MCHF (soit 1,6 M€, ou 2,0 M$).
Travaillant avec un esprit d’équipe tourné vers l’efficacité, l’Institut
d’Automatisation Industrielle a la capacité de réagir très rapidement et
d’affecter les meilleures ressources à chaque projet Ra&D, avec comme
impératif le respect des délais, des coûts et des performances.
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4. Présentation du porteur
Domaines de compétence de l'Institut
d'Automatisation Industrielle
•Informatique de commande
Bus de terrain, EtherCAT, SERCOS-Ethernet, architecture logicielle (C++, .NET, etc)
•Mécatronique, Régulation, Automatisation
Conception de dispositifs incorporant des éléments mécaniques et électroniques. Techniques de régulation et de commande, contrôle du
mouvement (Motion control), contrôle robuste, développement de cartes électroniques
•Optique et vision industrielle
Intégrations opto-mécaniques et opto-électroniques complexes, traitement d'image, intégration et calibration d'un miroir secondaire adaptatif
•Techniques de réalisation industrielle
Instrumentation, développement de systèmes de capteurs
•Robotique
Robotique fixe et robotique mobile
•Biomédical
Développement hard/soft d'applications DSP, traitement de signaux biométriques, monitoring de paramètres physiologiques ou neuro-
cardiovasculaires
•Electronique industrielle
Mise en place de solutions sur mesure d'automates communicants par réseau de terrain intégrés à des commandes de moteurs
•Energies renouvelables
Les projets réalisés font appel à diverses compétences en automatique, régulation ou conception d'électroniques de puissance. Le développement
durable et les énergies renouvelables sont des thèmes prioritaires à l'HEIG-VD
•Traitement du signal et de l'image
L'imagerie est un domaine souvent employé dans l'industrie afin de comparer le résultat obtenu au résultat désiré
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5. Présentation du porteur
Le groupe d'ingénierie biomédical est un groupe transversal multidisciplinaire de chercheurs de la
HEIG-VD (Haute Ecole d'Ingénierie et de Gestion du Canton de Vaud).
Notre objectif principal est de rassembler les compétences technologiques pointues et l'expertise
biomédicale, afin d'appliquer ces techniques à des projets de recherche appliquée et développements
impliquant ou des applications Medtech ou Biotech.
En tant que membres du Groupe, nous sommes tous des professeurs ou des ingénieurs attachés aux
différents instituts de l'Ecole.
En plus de notre domaine de compétence technique: informatique, électronique, mécatronique, nous
possédons tous des connaissances médicales trouvant leur origines dans la formation universitaire et/
ou l'expérience avec des experts médicaux.
L'activité du groupe couvre une variété de projets, de la recherche appliquée au développement
industriel, y compris la gestion de la propriété intellectuelle.
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6. This is me: Enrico M. Staderini
Now: Education:
Professor of biomedical technologies:  2003 Specializing Course on
Institute for Industrial Automation, Assistive Technology, University of
Haute Ecole d'Ingénierie et de Gestion Trieste, School of Engineering
du Canton de Vaud, Yverdon les Bains  1988 PhD in Cardiovascular
(2006-) Physiopathology University of
Rome "La Sapienza", Medical
Then:
School
Physician Consultant and Researcher:  1982 Specializing Course in Qualifications
Norwegian Centre for Telemedicine Bioengineering University of Rome  European Certification for
(NYTT, Helsetjenesteprogrammet) "La Sapienza“, School of Informatics Professionals (core
University Hospital of North-Norway, Engineering level) EUCIP (2003)
Tromsø (-2006)  Medical certifications:
 1981 MD degree with honours,
Assistant Professor: Biopathology and University of Rome "La Sapienza"  Swiss Confederation
Medical Imaging Department, Medical (MEBEKO): GLN
Medical School (The course of study was
Physics Section, University of Rome extended by adding eleven extra-curriculum 7601000948465
examinations from the Course of Electrical and  Kingdom of Norway, Statens
“Tor Vergata” (-2005) Electronic Engineering)
autorisasjonskontor for
helsepersonell: ID-nummer
008550379
 Republic of Italy, Registered
Physician Ordine dei Medici di
Roma n. 31340
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7. Présentation du produit
En 2009, une petite entreprise nous a conféré un mandat pour le développement
d’une seringue motorisée pour usage humain.
La problématique était de proposer sur le marché un système d’injection de
médicaments liquides mais hautement visqueux tel que les liquides utilisés par la
médecine esthétique.
Dans ce dernier cas, une grande force de poussée sur la tige de la seringue est
demandé au docteur pour injecter le médicament, ce qui rend le processus très
imprécis, délicat et finalement très dangereux (surtout pour des applications sur
le visage !).
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8. Présentation du produit
Les spécifications étaient assez lourdes car la force de pousse devait être de 50
N (5 kg) avec une précision d’injection au microlitre.
Utilisation de cartouche seringues standard (pas besoin de stériliser le moteur).
Miniaturisation du système (la concurrence sur le marché propose des sortes de
pistolets lourds et inconfortables).
Fonctionnement avec batterie rechargeable à longue durée.
En plus: plusieurs modalités d’injection (continue, pas à pas, course
avant/arrière), contrôle de fin de course avant/arrière, contrôle du bouchon,
indication du niveau du remplissage, attention à l’interface homme-machine,
etc etc.
Un beau défi pour nous…
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9. Présentation du produit
On a commencé avec quelque chose (assez terrible) comme ça…
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10. Présentation du produit
Puis on a joué avec la mécanique…
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11. Présentation du produit
Et beaucoup de mécanique… (et aussi de l’électronique
pour le contrôle moteur) et les idées se sont clarifiées…
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12. Présentation du produit
Et finalement, on est arrivé au bout.
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13. Présentation du produit
Résultats :
Pour une seringue standard de 1 mL
• Force maximal de poussée : 50 N
• Contrôle Start-Stop, continue, avant-arrière, alarmes
• Résolution d’injection : 2 μL
• Programmation de fonctionnalités et réglages par ordinateur via USB
• Recharge par connexion USB (ou alimentateur 5 V)
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14. Besoins et attentes
Juste à la fin du projet, la petite entreprise a fait faillite…
On est resté avec un grand produit plein d’espoirs …
Nous n’avons pas la mission de tourner un prototype dans un produit industriel…
Nous attendons qu’une entreprise puisse utiliser ce prototype pour en développer
un produit industriel.
Nous restons là pour aider dans ce processus (réingénierie des pièces, respect des
normes applicables, électronique embarquée, interface homme-machine)
Le domaine médical n’est pas les seul qu’on peut envisager:
• food processing
• parfumerie
• vétérinaire
• montage (collage) industriel
• pharma
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15. Remerciements
Merci de votre attention
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