WO2020074831A2 - Procede de fabrication d'une plaquette de protection d'une zone du corps humain - Google Patents

Procede de fabrication d'une plaquette de protection d'une zone du corps humain Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to the protection of an area of the skin of the human body.
  • the present invention aims to provide a suitable response to prevent or attenuate various attacks or pathologies liable to affect healthy or injured skin and the underlying tissues.
  • Patent FR2808977 describes a sole locally ensuring various functions thanks to an assembly of three different materials having different mechanical properties, a first material ensuring the support function of the two other materials.
  • the second material mainly absorbing energy, is placed in the rear part of the sole.
  • the third material predominantly energy restitution, is placed in the front part of it.
  • Patent FR3031036 describes another sole also having a particular structure adapted to perform a particular function.
  • protections for the skin of the human body capable of performing various functions which may be contradictory, such as, in particular, mechanical protection functions against forces such as compression and shear forces, hydration functions, absorption of perspiration, a function of adhesion to the skin, as well as functions of stimulation of the cutaneous and subcutaneous sensors, in particular in order to induce proprioceptive reactions participating in the balance of the body and in the control of movements . It is also desirable that several of these functions can be performed simultaneously, with the possibility of obtaining a local variation of the nature of these functions, or of some of their parameters. It is also desirable to propose a method for manufacturing such protection which is very widely adaptable in order to obtain protections which can very variously combine these different functions, both locally and globally.
  • Embodiments relate to a method of manufacturing a protective pad for an area of the human body, the method comprising steps of: defining a mold shape using a software tool for designing objects in 3 dimensions, the mold shape being defined in a digital file and comprising a plurality of mold elements distributed over a surface of the mold, the mold being configured to form a support binding together wafer elements of complementary shape, formed using the mold elements, make the mold in one piece from the digital file, select a polymerizable liquid forming a viscoelastic material after polymerization, depending on the desired properties, fill the mold with the selected polymerizable liquid, and after at least partial polymerization of the polymerizable liquid poured into the mold, unmold the wafer by a mechanical action aiming to separate the viscoelastic polymerized material from the mold, at least one of the wafer elements having an undercut surface, the viscoelasticity of the polymerized material being exploited for demolding the wafer by elastic deformation of the wafer element undercut.
  • the mold is produced by an additive manufacturing process.
  • At least one of the insert elements has a shape preventing bending and tilting movements of the insert element under the effect of a pressure exerted on the element in a neighboring crushing direction in a direction perpendicular to a base of the wafer element.
  • the method comprises a first step of partial filling of the mold with the polymerizable liquid, and after at least partial polymerization of the polymerizable liquid, a second step of filling the mold with another polymerizable liquid.
  • At least one mold element forms a cavity
  • the method comprising a step of inserting an object into the cavity-shaped mold element, after partial filling of the latter with the polymerizable liquid , and before a step of completely filling the mold with another polymerizable liquid.
  • the method comprises steps of pouring another polymerizable liquid into a volume defined between or by the wafer elements, after demolding of the polymerized material, and at least partial polymerization of the other polymerizable liquid.
  • the method comprises steps of pouring another liquid into a volume defined between or by the wafer elements, after demolding of the polymerized material, and covering the surface of the other liquid with a tight layer , the liquid being chosen from the following liquids: a eutectic liquid, a ferromagnetic liquid, a liquid containing an active ingredient on the skin or in the human body.
  • the mold elements have along the surface of the mold one of the following distributions: a distribution in rows and columns transverse to the lines, a simultaneous distribution along alignments oriented in directions at 0 °, 60 ° and 120 °, a spiral distribution, a distribution following closed contours.
  • the mold is configured to form in the support of the ribs connecting between them adjacent wafer elements.
  • one of the mold elements is configured to form a plate element having a square, rectangular, elliptical or polygonal section, in a plane parallel to the support around the plate element.
  • the method comprises steps consisting in: making morphological measurements of the area to be protected, and defining the shape of the mold by local selections of a shape, dimensions and a distribution of mold elements , depending on the morphological measures,
  • Embodiments may also relate to a pad for protecting an area of the human body, made of a viscoelastic material, and comprising a support and a plurality of elastically deformable pad elements, formed on one face of the support or in the support. , the wafer being obtained by the method as defined above, at least one of the wafer elements having an undercut surface.
  • At least one of the wafer elements has a width at one face of the support less than a maximum width of the wafer element in a plane perpendicular to the direction of crushing.
  • the wafer elements are distributed over the face of the support so that they can come into contact with each other by crushing under the effect of a pressure exerted on the wafer.
  • one of the wafer elements has one of the following shapes: a spherical shape linked to the support by a circular base having a diameter less than the diameter of the spherical shape and greater than half the diameter of the spherical shape , a spherical shape connected to the support by a cylindrical rod, the cylindrical rod having a diameter less than or equal to the diameter of the spherical shape and greater than half the diameter of the spherical shape, a spherical shape linked to the support by a circular base having a diameter less than the diameter of the spherical shape and greater than half the diameter of the spherical shape, and comprising a cavity opposite the base of the spherical shape, a frustoconical shape linked to the support by a small base or a large base of the frustoconical shape, a shape in the shape of a suction cup, a shape comprising a spherical cap connected to the support by a flare
  • At least one of the wafer elements includes an inclusion in another material such as a thermoformable material.
  • FIG. 1A is a schematic top view of a skin protection plate, according to a embodiment
  • FIG. 1B is a schematic sectional view along a section plane AA ’, of the plate of FIG. 1A,
  • FIG. 2 is a schematic sectional view along the section plane AA ’, of a mold making it possible to produce the plate of FIG. 1A, according to one embodiment,
  • FIGS. 2A, 2B are detailed sectional views of part of the mold of FIG. 2,
  • FIG. 3A is a schematic top view of the plate of FIG. 1A, when it is subjected to a certain pressure
  • FIG. 3B is a schematic sectional view along a section plane BB ’, of the plate of FIG. 3A,
  • FIGS. 4 to 7 represent variation curves of the thickness of the wafer of FIG. 1A, as a function of a pressure for crushing the wafer, by varying different dimensional parameters of the wafer,
  • FIG. 8A is a schematic top view of a skin protection plate, according to another embodiment.
  • FIG. 8B is a diagrammatic view in section along a section plane CC ′, of the plate of FIG. 8A
  • FIG. 9 is a schematic sectional view of a wafer, according to another embodiment
  • FIG. 10 is a schematic bottom view of a skin protection plate, according to another embodiment.
  • FIGS. 1 1 A to 11 G schematically represent in section examples of elementary shapes which can be used to produce a wafer, according to other embodiments,
  • FIG. 12 is a diagrammatic view in cross section of a mold making it possible to produce a wafer, according to another embodiment
  • FIGS. 13 and 14 are schematic sectional views along a section plane EE ’(FIG. 15), of a plate according to other embodiments,
  • FIG. 15 is a diagrammatic view in section along a cutting plane DD ’of the plate of FIG. 14,
  • FIGS. 16A, 16B show in section in parallel planes a mold according to another embodiment
  • FIG. 17 represents a wafer obtained using the mold of FIGS. 16A, 16B,
  • FIGS. 18A, 18B are views of the plate in FIG. 17, in section along parallel planes FF ’, GG’ indicated in FIG. 17.
  • FIGS. 1 A, 1 B show a plate 1 for protecting the skin of the human body, according to one embodiment.
  • the wafer 1 comprises a support 1 1 of small thickness, on or in which UF wafer elements are formed.
  • the UF plate elements are identical and each have the shape of a portion of sphere linked to the support by a base whose diameter d is less than the diameter D of the sphere, D also representing the maximum width of the UF elements in a plane parallel to the plane containing their base (plane tangent to both a face of the support 11 and to the UF element).
  • FIGS. 1 A, 1 B show a plate 1 for protecting the skin of the human body, according to one embodiment.
  • the wafer 1 comprises a support 1 1 of small thickness, on or in which UF wafer elements are formed.
  • the UF plate elements are identical and each have the shape of a portion of sphere linked to the support by a base whose diameter d is less than the diameter D of the sphere, D also representing the maximum width of
  • the UF elements are uniformly distributed, for example in rows and in columns, the distance e between two adjacent UF elements in a row or in a column being constant over the entire wafer 1.
  • the wafer 1 is made of a viscoelastic material, such as a polymer gel such as silicone gel type PDMS (polydimethylsiloxane), obtained by polymerization of a mixture of silicone oils. Thanks to this viscoelastic property, the wafer 1 can be produced by molding using a one-piece mold comprising counter-spindles.
  • FIG. 2 represents a mold 2 produced in a single piece which can be used for the manufacture of the wafer 1.
  • the mold comprises cavity-shaped CUF mold elements having a shape complementary to that of the UF wafer elements, the distribution CUF mold elements being identical to that of the UF wafer elements on the support 1 1.
  • the mold 2 also has a flange 22 for retaining the molding material poured into the mold in liquid form and therefore for producing the support 1 1.
  • the width of the opening of the cavity-shaped CUF mold elements is less than the width of the cavities.
  • the CUF mold elements have an undercut, the surface in the CUF mold element in the vicinity of its opening having a minimum negative clearance angle DA2 with respect to a direction of demoulding perpendicular to the plane of the opening. of the CUF mold element ( Figure 2A). If the molded material is not deformable, the volume facing this surface cannot be removed from the mold.
  • the surface in the vicinity of the bottom of the CUF mold element has a positive draft angle DA1, so that the volume facing this surface can be removed from the mold simply by pulling on the UF element in the element mold in the direction DD of demolding, without having to play on the deformation of the molded material.
  • the elastic deformation capacity of the molded viscoelastic material is exploited to extract the UF elements from their respective CUF mold elements, which can be deformed to pass the narrower opening of the CUF mold elements. It suffices for this to pull on the support 1 1 in the direction of demolding DD, after polymerization of the molded material. This operation is to be carried out with all the more delicacy that the molded material is fragile and that the undercuts are important. Thus, the demolding operation is only possible if the minimum negative clearance angle does not exceed one certain threshold value beyond which the molded material cannot be extracted from the CUF mold elements and breaks near the openings of the CUF mold elements.
  • this threshold value depends on the hardness of the molding material at the end of its polymerization, and in particular on its capacity for elastic deformation before rupture, as well as the more or less smooth surface quality of the mold, the relative surface tension between the material and the mold surface.
  • FIG. 2B represents a mold element CUF in the form of a spherical cavity, and a plate element UF of the plate 1.
  • the volume VD in undercut is defined as the volume of material molded outside the cylinder having as its generator the direction of demolding DD and for the guiding curve the outline of the opening of the CUF mold element.
  • the minimum clearance angle DA2 in the undercut volume VD also has an influence on the capacity of the molded material to be extracted from the CUF mold elements.
  • Figures 3A, 3B show the wafer 1 subjected to a pressure in the direction Z, perpendicular to the plane of the support 1 1 (or more generally a plane including the openings of the CUF mold elements or planes tangent to both the face of the support 1 1 and to one of the UF plate elements).
  • the UF wafer elements are crushed in the direction of the support 11.
  • the UF elements approach each other, until they come into contact, as illustrated in the figures. 3A, 3B. If this pressure is further increased, the contact surface between the UF elements increases by elastic deformation of the latter against each other, until the empty volume between the UF elements is filled. Note however that there may remain an unoccupied volume VL between the support 1 1 and the UF elements.
  • FIGS. 4 to 7 show curves of variation of the crushing pressure P (in kPa) exerted on the wafer 1, as a function of the thickness T of the wafer 1 (in mm), these curves being obtained by varying different dimensional parameters of the wafer 1 and the hardness of the material in which it is formed.
  • FIG. 4 represents curves C1 to C5, curve C1 corresponding to a solid plate (without UF plate element), and curves C2 to C5 corresponding to a plate comprising UF plate elements of spherical shape, distributed on the support 1 1 as in FIGS. 1 A, 1 B, with a spacing e between the UF elements of 1 mm, the ratio d / D being fixed at 0.75.
  • Curves C2 to C5 were obtained with UF elements of diameter D respectively equal to 2, 3, 4 and 5 mm.
  • the curves C1 to C5 all have two phases, namely a first phase called “contact” where the crushing of the wafer 1 offers little resistance, the thickness T of the wafer 1 decreases rapidly depending on the pressure of crushing), and a second phase, from a crushing pressure of around 30 kPa, called “stiffening", where the crushing of the wafer increases linearly, more quickly as a function of the crushing pressure.
  • the curves C1 to C5 show that the larger the diameter D of the elements U F, the longer the contact phase, and therefore the more the crushing necessary to reach the stiffening phase.
  • the lengthening of the contact phase is explained by the crushing of the UF elements until the space between the UF elements is filled due to the crushing of the latter, after having come into contact with each other.
  • the crushing of the wafer 1 is not proportional to the pressure applied to the wafer.
  • the contact phase makes it possible to obtain "welcome" comfort when the foot begins to compress the sole in contact with the ground. It therefore appears from FIG. 4 that the larger the diameter of the UF wafer elements, the greater the crushing required to reach the stiffening phase.
  • the stiffening phase does not disturb postural stability and does not locally cause excessive development of the stratum corneum (keratinization) due to the load distribution ensured by the sole. In case of preexisting hyperkeratosis, this will be reduced thanks to the load distribution function of the wafer.
  • FIG. 5 represents curves C1 1 to C16, the curve C11 corresponding to a solid plate (without UF element), and the curves C12 to C16 corresponding to UF plate elements of spherical shape, spaced 1 mm apart, the ratio d / D is equal to 0.75.
  • Curves C12 to C16 were obtained with elements U F of diameter D respectively equal to 1, 5, 2, 3, 4 and 5 mm.
  • the curves in Figure 5 differ from those in Figure 4 in that they were obtained with a wafer formed from a molded material harder than that used to obtain curves C1 to C5.
  • the comparison of curves C1 1 to C16 with curves C1 to C5 shows that the harder the molded material, the longer and more gradual the transition phase between the contact and stiffening phases.
  • curve C11 reaches the stiffening phase at around 30 kPa
  • curve C12 at around 60 kPa
  • curve C13 at around 80 kPa
  • curve C14 at around 100 kPa
  • curve C15 at around 120 kPa
  • curve C16 at around 130 kPa.
  • FIG. 6 represents curves C21 to C23, the curve C21 being identical to the curve C1 (solid plate - without UF element), and the curves C22 and C23 being obtained with plates having elements of UF plate of spherical shape, whose diameter D is 4 mm, whose ratio d / D is equal to 0.73, and whose spacings e between the UF elements are respectively equal to 1 and 2 mm.
  • Curve C22 is therefore substantially identical to curve C4.
  • FIG. 7 represents curves C31 to C34, curve C31 being identical to curve C1 1 (solid wafer - without UF element), and curves C32 to C34 being obtained with wafers having UF wafer elements of spherical shape, whose diameter D is 4 mm, whose spacing e between the UF elements is equal to 1 mm, and whose ratios d / D of which respectively equal to 1, 0.73 and 0.5.
  • the d / D ratio is equal to 1, the UF elements are hemispheres.
  • Curve C33 is therefore substantially identical to curve C15.
  • the support 1 1 can be very thin (less than 1 mm) and very elastic. With such a support, the wafer 1 can have a great capacity to match the shape against which it is placed. In addition, the lower the d / D ratio, the more the UF insert elements can move laterally and therefore can absorb lateral movements (surface shear movements), while limiting the sliding effects. The plate 1 can therefore be very effective in preventing overheating due to friction.
  • the mold 2 is manufactured by an additive manufacturing technique (commonly called "3D printing"). This technique has many advantages. It makes it easy to make molds with undercut surfaces.
  • the shape of the mold can be defined using a 3D shape design software tool, which makes it possible to adjust a large number of parameters such as the shape, dimensions and distribution of the CUF mold elements on the surface. 21 of the mold, not only for the whole of a mold, but also locally. Thus, the shape and dimensions of each CUF mold element can be adjusted individually.
  • the distribution of the CUF mold elements on the surface 21 of the mold can also be adjusted over the entire wafer 1 or locally.
  • the mold elements can be distributed over the surface 21 of the mold by being aligned simultaneously in directions at 0 °, 60 ° and 120 °, or along a spiral, or along closed contours (for example concentric circles or ellipses), or depending on the shape and / or dimensions of the CUF mold elements.
  • This distribution can also be defined randomly.
  • the number of CUF mold elements per unit area on the surface 21 of the mold 2 can also be adjusted locally.
  • the support 1 1 may have a greater or lesser constant thickness, or which varies locally. All these dimensional and distribution parameters form a large number of degrees of freedom on which one can act globally or locally to obtain particular properties of the wafer which can vary locally. Another degree of freedom lies in the hardness of the material forming the wafer.
  • the hardness of the material can be adjusted by adjusting the degree of polymerization thereof or the composition of the mixture to be polymerized.
  • the degree of polymerization of the material can be defined by adjusting the proportions of the silicone oils forming the mixture to be polymerized which is poured into the mold 2.
  • the pressures exerted by the foot on the sole vary according to the part of the foot considered, in static position and when walking or running, during the course of the step. .
  • the adjustment of the characteristics of the wafer 1 can take account of these variations.
  • the method of manufacturing the wafer comprises steps consisting in:
  • the filling of the mold and the polymerization can be carried out in several stages. Initially, only the CUF mold elements are filled with a first polymerizable liquid. In a second step, after at least partial polymerization of the first liquid, the remainder of the mold 2, including the part of the mold corresponding to the support 11, is filled with a second polymerizable liquid. In this way, the hardness of the wafer 1 can vary between its two faces. It can be envisaged, for example, to produce a very hard layer to form all or part of the support 11.
  • the definition of mold 2 may take into account the morphology of the area of the human body to be protected. and variations in proprioceptive information along the surface of the wafer, as a function of measurements made on the person for whom the wafer is intended.
  • the distribution of the UF pad elements can be defined so as to allow stabilization in pronosurpination, for example by forming a bowl for the heel, and a discharge opposite a zone of hyperpressure, for example along the heel spur or in case of metatarsalgia.
  • Links (ribs) between the UF elements can also be provided to globally or locally limit transverse movements in certain directions and consolidate the connection between the UF elements and the support 1 1. Variations in local shape and / or dimensions of the UF elements can be provided to locally obtain mechanical properties that are more or less energy absorbing or, on the contrary, more or less restoring energy (propellants). A massaging effect produced by the UF elements can also be obtained, by locally adjusting the distribution of the UF elements.
  • the blister can be designed to offer proprioceptive effects thanks to the UF blister elements which can locally exert more or less pronounced pressures on the skin and the underlying tissues.
  • the pressure thus exerted by a UF element can be increased by providing for the formation of adjacent, less prominent elements around this element.
  • FIGS. 8A, 8B represent a wafer 3 for protecting the skin of the human body, according to another embodiment.
  • the plate 3 differs from the plate 1 in that it comprises a support 31 comprising ribs 32, 33 each connecting two adjacent UF plate elements of the plate 3, the ribs 32 being perpendicular to the ribs 33.
  • the plate 3 may have only ribs in one direction, for example only ribs 32 or 33, or other ribs in diagonal directions. It can also be provided that only the UF elements located in a region of the wafer are connected by ribs in one or in several directions.
  • FIG. 9 represents the wafer 1, on which a layer 16 has been poured partially or totally filling the volume between the UF wafer elements.
  • the layer 16 is therefore formed after the demolding operation of the wafer 1.
  • the layer 16 can be made of the same material as the support 11 or another material, for example another softer or harder viscoelastic material and / or more adhesive than the material forming the support 1 1 and the UF elements.
  • the layer 16 can also make it possible to strengthen the connection between the UF elements and the support 11, by limiting the amplitude of the lateral displacements of these in response to shear forces, this function of reinforcement increasing with the hardness and thickness of the layer 16. If the material forming the layer 16 is softer than that forming the wafer 1, it tends to rise between the UF elements, when the wafer 1 'is crushed.
  • the contact surface between the wafer 1 and the layer 16 is significantly larger than in the absence of the UF wafer elements. This results in greater cohesion between the wafer 1 and the layer 16, this cohesion is even higher if the interface between the UF wafer elements and the layer 16 has undercuts. This cohesion can be further increased by the choice of materials constituting the wafer 1 and the layer 16. In fact, certain materials have affinities with one another, for example materials based on silicone oils.
  • the layer 16 is made of a material different from that of the wafer 1 ′, in order to avoid an oil migration between the support 11 and the layer 16, such migration causing over time an alteration original properties of the two materials.
  • the layer 16 can be formed on the wafer 1 so as to trap a layer in another material which can be gaseous, liquid or solid.
  • the molding surface in particular in the CUF molding elements has irregularities due to the manufacturing technique used forming a stack of layers. These irregularities increase the contact surface between the wafer 1 and the layer 16 and therefore the cohesion between them.
  • the thickness of the layers of material superimposed to form the mold 2 is adjusted before the manufacture of the latter, knowing that the surface irregularities of the mold increase with the thickness of these layers. It should however be considered that the smoother the molding surface, the more difficult the demolding. In the case of the formation of layer 16, it is therefore a question of finding a compromise between the precision of the manufacture of the mold (thickness of the superimposed layers) and the bonding force between the wafer 1 and the layer 16.
  • the layer 16 can be liquid, and sealed in a sealed manner by a solid layer placed on the layer 16.
  • the liquid forming the layer 16 may for example be a eutectic liquid for storing hot or cold, or a ferromagnetic liquid, or even a liquid containing an active principle on the skin, capable of diffusing towards the skin through the support 1 1 or the solid layer on layer 16.
  • FIG. 10 represents a plate 4, in which the support is perforated and forms a grid of parallel bars 42 and bars perpendicular 43 to the bars 42, the UF plate elements being positioned on the junction zones between the bars 42 and the bars 43.
  • the support can be perforated simply by providing orifices passing through the support in the spaces between four adjacent UF elements. The presence of openings between the UF elements makes the plate 1 lighter, more stretchable and less occlusive, which can be useful in promoting the evacuation of perspiration.
  • the plate 4 has the shape of a sole for the foot, and is covered, on the side of the UF plate elements, with a first membrane of moisture-absorbing material, with a thickness of l '' from 0.2 mm to 1 mm.
  • the first membrane is for example made of microporous polyethylene loaded with silica, for example the material commercially available under the brand AEROSHOES®. It turns out that free (non-polymerized) silicone oils have the property of being very greedy for silica. They are therefore immediately sucked into the membrane when it is brought into contact with the wafer 1, 3, 4. It then creates bridges in the microporous material between the terminations of the PDMS molecules and the silica. These bridges form very strong mechanical connections.
  • the resistance of the attachment of the part to the sheet is reinforced by these bridges which are very large in number because of the large developed surface of contact between the polymer gel and the sheet.
  • the sole thus obtained has both mechanical comfort damping properties, as well as exceptional moisture-wicking properties, due to the presence of the first membrane and the presence of a large void volume between the board elements U F.
  • the rear face of the board 4 can also be covered by a second membrane made of the same material as the first membrane.
  • the dimensions of the wafer are extended to form an anti-decubitus sheet. Indeed, to produce a wafer having extended dimensions, several molds can be juxtaposed, for example by providing an assembly profile between the adjacent molds.
  • UF wafer elements could support the weight of the body without completely crushing on the support 1 1, even when being relatively soft.
  • the shape and rigidity of the UF elements can be provided to make the latter relatively mobile and hard, in order to obtain a massaging effect allowing blood stimulation of the risk areas.
  • PAV pressure-induced vasodilation
  • the possibility of locally adapting the properties of such a sheet as a function of the support zones proves to be particularly advantageous.
  • FIGS. 1 1 A to 1 1 F present different examples of alternative shapes for the UF elements.
  • Figure 1 1 A shows a UF1 wafer element having a cylindrical shape.
  • the upper face of the element UF1 can for example be spherical or planar.
  • Figure 1 1 B shows a UF2 wafer element having a spherical part connected to the support 1 1 by a cylindrical part having a diameter less than that of the spherical part.
  • the dimensions of the cylindrical and spherical parts are adjustable.
  • the diameter of the cylindrical part can be adjusted between half and the entire diameter of the spherical part.
  • Figure 1 1 C shows a UF3 wafer element which differs from the UF element in that the spherical part has a spherical cavity 12 opening in a direction opposite to the direction of the support 11.
  • the presence of the spherical cavity 12 allows in particular to extend the contact phase to higher pressures.
  • Figure 1 1 D shows a UF4 wafer element having a frustoconical shape, in contact with the support 11 by the small base of the frustoconical shape. Note that in another embodiment, the frustoconical shape can be linked to the support 1 1 by its large base.
  • Figure 11E shows a UF5 pad element in the shape of a suction cup. It can also be provided to form the suction cup on a cylindrical base connected to the support 1 1.
  • Figure 1 1 F shows a UF6 insert element which differs from the UF element in that the spherical part contains an element 15 formed in another material, for example of spherical shape.
  • the UF6 element can for example be obtained by carrying out the molding phase in two stages, the element 15 being inserted into at least one cavity-shaped CUF mold element, from the mold 2 during the polymerization of a filling material at the at least partially the mold element, to form a support for the element 15.
  • the element 15 is made of a thermoplastic material at low temperature, such as polycaprolactone, in order to make the blister to a certain extent.
  • the element 15 can comprise a eutectic liquid conferring on the wafer capacities for the accumulation of calories or frigories.
  • Figure 1 1 G shows a UF7 wafer element comprising an enlarged upper spherical cap connected to the support 1 1 by a foot which flares towards the upper cap and towards the support.
  • the wafer elements UF, UF1 to UF7 do not necessarily have a symmetry of revolution along an axis perpendicular to the support 1 1, but may also have any other shape, for example a cylindrical shape extending along an axis perpendicular to the plane of Figures 1 B, 11 A to 1 1 G, or a section of square, rectangular, elliptical or polygonal shape, in a plane parallel to the plane tangent to the face of the support 1 1 around the insert element .
  • the forms UF, UF2-UF7 with undercut make it possible to produce on the support 1 1 a generally less dense layer between the support and a generally more dense layer comprising the upper (wider) parts of the wafer elements.
  • the shapes with undercut make it possible to obtain the reception effect described above, lengthening the contact phase preceding the stiffening phase, the contact phase corresponding to the penetration of the generally denser layer into the generally less dense layer.
  • the forms UF, UF3, UF5, UF6 and UF7 appear less subject to bending, and tend to collapse in the direction of pressure exertion when it is close (at + or -10 ° near, or even more) of the direction Z perpendicular to the plane tangent to the support 11 around the wafer element considered. These forms therefore exhibit predictable behavior under the effect of pressure exerted on the wafer 1.
  • the forms UF1, UF2 and UF4 can, under the effect of a pressure exerted in a direction close to the direction Z (including the direction Z), bend or bend in another direction, and not only s '' crush in direction of pressure application.
  • FIG. 12 represents a mold 25 comprising mold elements CUF1 each having the shape of 'a portion of sphere of diameter D, linked to a mold base 26 by a circular base of diameter d.
  • the mold elements CUF1 have a height F1 above the bottom 26 of the mold, and are spaced from each other by a distance e.
  • the mold 25 may also include a rim 27 whose height is adapted to retain a certain height of molding material poured in liquid form into the mold 25.
  • the ratio d / D of the diameter d of the base of the mold elements CUF1 on the diameter D of the mold elements can be chosen between 1 and a value depending on the capacity of the molded material to deform elastically.
  • FIGS. 13, 14 and 15 show plates 5, 5 ’obtained using the mold 25, the mold having been filled with the molding material at different heights.
  • the plates 5, 5 ’ comprise a support 51, 51’ in which the plate elements UF8, UF8 ’are formed in the form of a spherical cavity.
  • the mold 25 has been filled with the molding material at a height greater than the height H of the mold elements CUF1 above the bottom 26 of the mold.
  • the UF8 wafer elements formed in the wafer 5 are cavities having an opening on one side of the wafer 5 whose width d is less than the width D of the cavities.
  • the filling height of the mold 25 has been less than the height H of the molding elements CUF1.
  • the UF8 insert elements thus formed in the insert 5 ’ are therefore spherical cavities open on the two opposite faces of the insert 5’.
  • the base of the plate elements UF8, UF8 ' is formed by the intersection between the plate element and one of the faces of the support 51, 51' where the cavity formed by the element opens out. brochure.
  • the wafer elements UF8, UF8 ' can be filled with one or more other polymerizable molding materials, in liquid form.
  • the material in the wafer elements UF8, UF8 ' may after polymerization be softer or harder than the material forming the wafer 5, 5'.
  • This platelet structure can thus make it possible to reproduce the structure of the human plantar pad.
  • the forms UF1 -UF7 described with reference to FIGS. 11 A to 1 1 G are considered to be mold elements, the insert elements then being cavities having these forms.
  • Figures 16A, 16B show a mold 28 according to another embodiment.
  • the mold 28 makes it possible to form a wafer in which the adjacent wafer elements are directly linked together, so that they each include a part of the support of the wafer.
  • the mold 28 comprises mold elements CUF2 in the form of a portion of cavity, tightened one against the other to the point of joining so that the cavities open into one another by passages 29 open on the top of the mold 28.
  • the mold elements CUF2 have the shape of a portion of a sphere, the upper part (relative to the figures) of the spheres up to the openings 29 being absent.
  • FIGS. 17, 18A, 18B represent a wafer 6 obtained using the mold 28.
  • the wafer 6 has a flat upper face corresponding to the upper surface of the molding material and a lower face formed from juxtaposed UF9 wafer elements, the elements UF9 being linked together by parts 61 corresponding to the openings 29 of the mold 28.
  • the elements UF9 are distributed in line and in columns so that four elements UF9 adjacent to each other delimit an orifice passing through the plate 62 having a section in the plane of the plate 6 in the form of an astroid whose sides are arcs of a circle if the elements UF9 are portions of a sphere.
  • the support 61 of the plate 6 is constituted by the part extending from the flat face 62 of the plate to a parallel plane P, tangent to the parts connecting the elements UF9 together.
  • the wafer shape 6 can be used to form a mold.
  • the present invention is capable of various variant embodiments and various applications.
  • the invention does not only apply to the protection of the skin of the human body.
  • the wafers previously described can have many properties, linked to the geometric characteristics of the wafers or of the material or materials forming the wafers. These properties can be exploited in many other fields.
  • the pads can be used to form a non-slip or protective layer against excessive temperatures.
  • a support wafer elements such as UF1
  • the shapes of elements UF and UF1 can be alternated in one direction or in several directions of the plane of the support 1 1. More generally, different forms of UF, UF1 -UF7 insert elements can be produced on the same support. For example, smaller elements of selected shape can be formed between two or four adjacent elements.
  • the insert elements UF8, UF8 ′ derived from the elements UF (by reversing the shapes of mold and insert) and those which can be derived in the same way from the insert elements UF1 -UF7 cannot be subjected to tilting.
  • the support 1 1 may also have an irregular thickness.

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Abstract

L'invention concerne un procédé de fabrication d'une plaquette de protection d'une zone du corps humain, le procédé comprenant des étapes consistant à : définir une forme de moule à l'aide d'un outil logiciel de conception d'objets en 3 dimensions, la forme de moule étant définie dans un fichier numérique et comprenant une pluralité de cavités réparties sur une surface (21) du moule, le moule étant configuré pour former un support (11) liant entre eux des éléments (UF) formés par les cavités, fabriquer le moule à en une seule pièce partir du fichier numérique, sélectionner un liquide polymérisable formant un matériau viscoélastique après polymérisation, en fonction de propriétés recherchées, remplir le moule à l'aide du liquide polymérisable sélectionné, et après polymérisation au moins partielle du liquide polymérisable versé dans le moule, démouler la plaquette (1) par une action mécanique visant à séparer le matériau viscoélastique polymérisé du moule par déformation élastique de l'élément de plaquette en contredépouille.

Description

PROCEDE DE FABRICATION D’UNE PLAQUETTE DE PROTECTION D’UNE ZONE DU CORPS HUMAIN
La présente invention concerne la protection d’une zone de la peau du corps humain. La présente invention vise apporter une réponse adaptée à prévenir ou atténuer diverses agressions ou pathologies susceptibles d’affecter une peau saine ou lésée et les tissus sous-jacents.
II est connu d’utiliser des plaquettes à base de gel polymère tel que du gel de silicone pour réaliser une fonction de protection mécanique de la peau en assurant une répartition de charge. Cependant, les seuls paramètres susceptibles d’être ajustés lors de la fabrication de la plaquette résident dans l’épaisseur de la plaquette, et la composition du mélange à polymériser pour produire la plaquette. Il s’avère que ces paramètres n’agissent que sur l’adhésivité et sur la dureté de la plaquette, la dureté définissant la fonction de protection mécanique.
Il est connu de fabriquer des plaquettes de protection à disposer sur la peau, ayant une structure particulière adaptée pour assurer une ou plusieurs fonctions prédéfinies.
Ainsi, le brevet FR2808977 décrit une semelle assurant localement diverses fonctions grâce à un assemblage de trois matériaux différents présentant des propriétés mécaniques différentes, un premier matériau assurant la fonction de support des deux autres matériaux. Le second matériau, à dominante absorption d'énergie, est placé dans la partie postérieure de la semelle. Le troisième matériau, à dominante restitution d'énergie, est placé dans la partie antérieure de celle-ci. Le brevet FR3031036 décrit une autre semelle ayant également une structure particulière adaptée à réaliser une fonction particulière.
Les procédés de fabrication devant être mis en œuvre pour obtenir de telles semelles, nécessitent un approvisionnement en divers matériaux qui doivent être découpés en fonction de la région à couvrir, puis assemblés, la méthode d’assemblage employée dépendant de la forme, des dimensions, et de la nature des matériaux à assembler. Ces procédés sont donc difficilement ajustables ou adaptables pour réaliser d’autres fonctions à appliquer à d’autres régions du pied ou plus généralement à d’autre régions du corps humain. En outre, pour pouvoir ajuster ces procédés, il apparaît nécessaire d’avoir identifié un ou plusieurs matériaux aptes à assurer les fonctions recherchées.
Il est donc souhaitable de proposer des protections de la peau du corps humain aptes à assurer diverses fonctions qui peuvent être contradictoires comme, notamment des fonctions de protection mécanique contre des forces telles que des forces de compression et de cisaillement, des fonctions d’hydratation, d’absorption de la transpiration, une fonction d’adhérence à la peau, ainsi que des fonctions de stimulation des capteurs cutanés et sous cutanés, notamment afin d’induire des réactions proprioceptives participant à l’équilibre du corps et à la maîtrise des mouvements. Il est également souhaitable que plusieurs de ces fonctions puissent être assurées simultanément, avec la possibilité d’obtenir une variation locale de la nature de ces fonctions, ou de certains de leurs paramètres. Il est également souhaitable de proposer un procédé de fabrication de telles protection qui soit très largement adaptable pour obtenir des protections pouvant combiner très diversement ces différentes fonctions, à la fois localement et globalement.
Des modes de réalisation concernent un procédé de fabrication d’une plaquette de protection d’une zone du corps humain, le procédé comprenant des étapes consistant à : définir une forme de moule à l’aide d’un outil logiciel de conception d’objets en 3 dimensions, la forme de moule étant définie dans un fichier numérique et comprenant une pluralité d’éléments de moule répartis sur une surface du moule, le moule étant configuré pour former un support liant entre eux des éléments de plaquette de forme complémentaire, formés par les éléments de moule, fabriquer le moule en une seule pièce à partir du fichier numérique, sélectionner un liquide polymérisable formant un matériau viscoélastique après polymérisation, en fonction de propriétés recherchées, remplir le moule à l’aide du liquide polymérisable sélectionné, et après polymérisation au moins partielle du liquide polymérisable versé dans le moule, démouler la plaquette par une action mécanique visant à séparer le matériau viscoélastique polymérisé du moule, au moins un des éléments de plaquette présentant une surface en contredépouille, la viscoélasticité du matériau polymérisé étant exploitée pour le démoulage de la plaquette par déformation élastique de l’élément de plaquette en contredépouille.
Selon un mode de réalisation, le moule est fabriqué par un procédé de fabrication additive.
Selon un mode de réalisation, au moins un des éléments de plaquette présente une forme interdisant des mouvements de flexion et de basculement de l’élément de plaquette sous l’effet d’une pression exercée sur l’élément dans une direction d’écrasement voisine d’une direction perpendiculaire à une base de l’élément de plaquette.
Selon un mode de réalisation, le procédé comprend une première étape de remplissage partiel du moule par le liquide polymérisable, et après polymérisation au moins partielle du liquide polymérisable, une seconde étape de remplissage du moule par un autre liquide polymérisable.
Selon un mode de réalisation, au moins un élément de moule forme une cavité, le procédé comprenant une étape d’insertion d’un objet dans l’élément de moule en forme de cavité, après remplissage partiel de celle-ci par le liquide polymérisable, et avant une étape de remplissage complet du moule par un autre liquide polymérisable.
Selon un mode de réalisation, le procédé comprend des étapes de versement d’un autre liquide polymérisable dans un volume défini entre ou par les éléments de plaquette, après démoulage du matériau polymérisé, et de polymérisation au moins partielle de l’autre liquide polymérisable.
Selon un mode de réalisation, le procédé comprend des étapes de versement d’un autre liquide dans un volume défini entre ou par les éléments de plaquette, après démoulage du matériau polymérisé, et couverture de la surface de l’autre liquide par une couche étanche, le liquide étant choisi, parmi les liquides suivants : un liquide eutectique, un liquide ferromagnétique, un liquide contenant un principe actif sur la peau ou dans le corps humain.
Selon un mode de réalisation, les éléments de moule présentent le long de la surface du moule l’une des répartitions suivantes : une répartition en lignes et en colonnes transversales aux lignes, une répartition simultanée le long d’alignements orientés suivant des directions à 0°, 60° et 120°, une répartition en spirale, une répartition suivant des contours fermés. Selon un mode de réalisation, le moule est configuré pour former dans le support des nervures reliant entre eux des éléments de plaquette adjacents.
Selon un mode de réalisation, un des éléments de moule est configuré pour former un élément de plaquette ayant une section de forme carrée, rectangulaire, elliptique ou polygonale, dans un plan parallèle au support autour de l’élément de plaquette.
Selon un mode de réalisation, le procédé comprend des étapes consistant à : réaliser des mesures morphologiques de la zone à protéger, et définir la forme du moule par sélections locales d’une forme, de dimensions et d’une répartition d’éléments de moule, en fonction des mesures morphologiques,
Des modes de réalisation peuvent également concerner une plaquette de protection d’une zone du corps humain, réalisée en un matériau viscoélastique, et comprenant un support et une pluralité d’éléments de plaquette déformables élastiquement, formés sur une face du support ou dans le support, la plaquette étant obtenue par le procédé tel que précédemment défini, au moins un des éléments de plaquette présentant une surface en contredépouille.
Selon un mode de réalisation, au moins un des éléments de plaquette présente une largeur au niveau d’une face du support inférieure à une largeur maximum de l’élément de plaquette dans un plan perpendiculaire à la direction d’écrasement.
Selon un mode de réalisation, les éléments de plaquette sont répartis sur la face du support de manière à ce qu’ils puissent entrer en contact les uns avec les autres par écrasement sous l’effet d’une pression exercée sur la plaquette.
Selon un mode de réalisation, un des éléments de plaquette présente l’une des formes suivantes : une forme sphérique liée au support par une base circulaire présentant un diamètre inférieur au diamètre de la forme sphérique et supérieur à la moitié du diamètre de la forme sphérique, une forme sphérique reliée au support par une tige cylindrique, la tige cylindrique présentant un diamètre inférieur ou égal au diamètre de la forme sphérique et supérieur à la moitié du diamètre de la forme sphérique, une forme sphérique liée au support par une base circulaire présentant un diamètre inférieur au diamètre de la forme sphérique et supérieur à la moitié du diamètre de la forme sphérique, et comportant une cavité à l’opposé de la base de la forme sphérique, une forme tronconique liée au support par une petite base ou une grande base de la forme tronconique, une forme en forme de ventouse, une forme comportant une calotte sphérique reliée au support par une tige évasée vers la calotte sphérique et vers le support, une forme liée directement à des éléments de plaquette adjacents, une forme complémentaire à l’une des formes précédentes.
Selon un mode de réalisation, au moins un des éléments de plaquette comporte une inclusion dans un autre matériau tel qu’un matériau thermoformable.
Des exemples de réalisation de l’invention seront décrits dans ce qui suit, à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : la figure 1 A est une vue de dessus schématique d’une plaquette de protection de la peau, selon un mode de réalisation,
la figure 1 B est une vue schématique en coupe suivant un plan de coupe AA’, de la plaquette de la figure 1 A,
la figure 2 est une vue schématique en coupe suivant le plan de coupe AA’, d’un moule permettant de réaliser la plaquette de la figure 1A, selon un mode de réalisation,
les figures 2A, 2B sont des vues détaillées en coupe d’une partie du moule de la figure 2,
la figure 3A est une vue de dessus schématique de la plaquette de la figure 1A, lorsqu’elle est soumise à une certaine pression,
la figure 3B est une vue schématique en coupe suivant un plan de coupe BB’, de la plaquette de la figure 3A,
les figures 4 à 7 représentent des courbes de variation de l’épaisseur de la plaquette de la figure 1A, en fonction d’une pression d’écrasement de la plaquette, en faisant varier différents paramètres dimensionnels de la plaquette,
la figure 8A est une vue de dessus schématique d’une plaquette de protection de la peau, selon un autre mode de réalisation,
la figure 8B est une vue schématique en coupe suivant un plan de coupe CC’, de la plaquette de la figure 8A, la figure 9 est une vue schématique en coupe d’une plaquette, selon un autre mode de réalisation,
la figure 10 est une vue de dessous schématique d’une plaquette de protection de la peau, selon un autre mode de réalisation,
les figures 1 1 A à 11 G représentent schématiquement en coupe des exemples de formes élémentaires susceptibles d’être utilisées pour réaliser une plaquette, selon d’autres modes de réalisation,
la figure 12 est une vue schématique en coupe transversale d’un moule permettant de réaliser une plaquette, selon un autre mode de réalisation,
les figures 13 et 14 sont des vues schématiques en coupe suivant un plan de coupe EE’ (figure 15), d’une plaquette selon d’autres modes de réalisation,
la figure 15 est une vue schématique en coupe suivant un plan de coupe DD’ de la plaquette de la figure 14,
les figures 16A, 16B représentent en coupe dans des plans parallèles un moule selon un autre mode de réalisation,
la figure 17 représente une plaquette obtenu à l’aide du moule des figures 16A, 16B,
les figures 18A, 18B sont des vues de la plaquette de la figure 17, en coupe suivant des plans parallèles FF’, GG’ indiqués sur la figure 17.
Les figures 1 A, 1 B représentent une plaquette 1 de protection de la peau du corps humain, selon un mode de réalisation. La plaquette 1 comprend un support 1 1 de faible épaisseur, sur ou dans lequel sont formés des éléments de plaquette UF. Dans l’exemple des figures 1 A, 1 B, les éléments de plaquette UF sont identiques et présentent chacun la forme d’une portion de sphère liée au support par une base dont le diamètre d est inférieur au diamètre D de la sphère, D représentant également la largeur maximum des éléments UF dans un plan parallèle au plan contenant leur base (plan tangent à la fois à une face du support 11 et à l’élément UF). Dans l’exemple des figures 1A, 1 B, les éléments UF sont uniformément répartis, par exemple en lignes et en colonnes, la distance e entre deux éléments U F adjacents sur une ligne ou une colonne étant constante sur toute la plaquette 1. La plaquette 1 est réalisée dans un matériau viscoélastique, tel qu’un gel polymère comme le gel de silicone type PDMS (polydiméthylsiloxane), obtenu par polymérisation d’un mélange d’huiles de silicone. Grâce à cette propriété viscoélastique, la plaquette 1 peut être réalisée par moulage à l’aide d’un moule en une seule pièce comportant des contredépouilles. Ainsi, la figure 2 représente un moule 2 réalisé en une seule pièce pouvant servir à la fabrication de la plaquette 1. Le moule comprend des éléments de moule CUF en forme de cavité ayant une forme complémentaire à celle des éléments de plaquette UF, la répartition des éléments de moule CUF étant identique à celle des éléments de plaquette UF sur le support 1 1. Le moule 2 comporte également un rebord 22 permettant retenir le matériau de moulage versé dans le moule sous forme liquide et donc de réaliser le support 1 1.
Comme la largeur d de la base des éléments de plaquette U F est inférieure à la largeur D de ces derniers, la largeur de l’ouverture des éléments de moule CUF en forme de cavité est inférieure à la largeur des cavités. Il en résulte que les éléments de moule CUF présentent une contredépouille, la surface dans l’élément de moule CUF au voisinage de son ouverture présentant un angle de dépouille DA2 négatif minimum par rapport à une direction DD de démoulage perpendiculaire au plan de l’ouverture de l’élément de moule CUF (figure 2A). Si le matériau moulé n’est pas déformable, le volume en regard de cette surface ne peut pas être démoulé. Au contraire, la surface au voisinage du fond de l’élément de moule CUF présente un angle de dépouille DA1 positif, de sorte que le volume en regard de cette surface peut être démoulé simplement en tirant sur l’élément UF dans l’élément de moule dans la direction DD de démoulage, sans avoir à jouer sur la déformation du matériau moulé.
Selon un mode de réalisation, la capacité de déformation élastique du matériau viscoélastique moulé est exploitée pour extraire les éléments UF de leurs éléments de moule CUF respectifs, lesquels peuvent se déformer pour passer l’ouverture plus étroite des éléments de moule CUF. Il suffit pour cela de tirer sur le support 1 1 dans la direction DD de démoulage, après polymérisation du matériau moulé. Cette opération est à effectuer avec d’autant plus de délicatesse que le matériau moulé est fragile et que les contredépouilles sont importantes. Ainsi, l’opération de démoulage n’est possible que si l’angle de dépouille négatif minimum ne dépasse pas une certaine valeur de seuil au-delà de laquelle le matériau moulé ne peut pas être extrait des éléments de moule CUF et se rompt au voisinage des ouvertures des éléments de moule CUF. A noter que cette valeur de seuil dépend de la dureté du matériau de moulage à l’issue de sa polymérisation, et en particulier, de sa capacité de déformation élastique avant rupture, ainsi que de la qualité plus ou moins lisse de surface du moule, de la tension superficielle relative entre le matériau et la surface du moule.
La figure 2B représente un élément de moule CUF en forme de cavité sphérique, et un élément de plaquette UF de la plaquette 1. On définit le volume VD en contredépouille comme le volume de matériau moulé en dehors du cylindre ayant pour génératrice la direction de démoulage DD et pour courbe directrice le contour de l’ouverture de l’élément de moule CUF. Il existe une relation entre l’élasticité du matériau moulé et le volume VD de matériau moulé en contredépouille que peut recevoir chaque élément de moule CUF. Autrement-dit, plus le matériau moulé est élastique, plus ce volume peut être grand par rapport au volume intérieur de l’élément de moule. L’angle de dépouille minimum DA2 dans le volume en contredépouille VD a également une influence sur la capacité du matériau moulé à être extrait des éléments de moule CUF.
Les figures 3A, 3B représentent la plaquette 1 soumise à une pression dans la direction Z, perpendiculaire au plan du support 1 1 (ou plus généralement un plan incluant les ouvertures des éléments de moule CUF ou des plans tangents à la fois à la face du support 1 1 et à un des éléments de plaquette UF). Sous l’effet d’une telle pression, les éléments de plaquette UF s’écrasent en direction du support 11. Durant cet écrasement, les éléments UF se rapprochent les uns des autres, jusqu’à entrer en contact, comme illustré sur les figures 3A, 3B. Si l’on augmente encore cette pression, la surface de contact entre les éléments UF augmente par déformation élastique de ces derniers les uns contre les autres, jusqu’à ce que le volume vide entre les éléments UF soit comblé. A noter cependant qu’il peut subsister un volume non occupé VL entre le support 1 1 et les éléments UF.
Les figures 4 à 7 représentent des courbes de variation de la pression d’écrasement P (en kPa) exercée sur la plaquette 1 , en fonction de l’épaisseur T de la plaquette 1 (en mm), ces courbes étant obtenues en faisant varier différents paramètres dimensionnels de la plaquette 1 et la dureté du matériau dans lequel elle est formée.
La figure 4 représente des courbes C1 à C5, la courbe C1 correspondant à une plaquette pleine (sans élément de plaquette UF), et les courbes C2 à C5 correspondant à une plaquette comportant des éléments de plaquette UF de forme sphérique, répartis sur le support 1 1 comme sur les figures 1 A, 1 B, avec un espacement e entre les éléments UF de 1 mm, le rapport d/D étant fixé à 0,75. Les courbes C2 à C5 ont été obtenues avec des éléments UF de diamètre D respectivement égaux à 2, 3, 4 et 5 mm. Les courbes C1 à C5 présentent toutes deux phases, à savoir une première phase dite de "contact" où l’écrasement de la plaquette 1 offre peu de résistance, l’épaisseur T de la plaquette 1 diminue rapidement en fonction de la pression d’écrasement), et une seconde phase, à partir d’une pression d’écrasement d’environ 30 kPa, dite de "rigidification", où l’écrasement de la plaquette augmente linéairement, plus rapidement en fonction de la pression d’écrasement. Les courbes C1 à C5 montrent que plus le diamètre D des éléments U F est grand, plus la phase de contact est longue, et donc plus l’écrasement nécessaire pour atteindre la phase de rigidification est élevé. L’allongement de la phase de contact s’explique par l’écrasement des éléments UF jusqu’à ce que l’espace entre les éléments UF soit comblé du fait de l’écrasement de ces derniers, après être entrés en contact les uns avec les autres (figures 3A, 3B). Il peut être noté que durant la phase de rigidification (entre 30 et 144 kPa), les courbes C1 à C5 présentent sensiblement une même pente. Ceci s’explique par le fait que durant cette phase, la plaquette 1 se comporte sensiblement comme une plaque homogène (sans élément UF).
Ainsi l’écrasement de la plaquette 1 n’est pas proportionnel à la pression appliquée à la plaquette. Dans le cas d’une application de la plaquette à une semelle, la phase de contact permet d’obtenir un confort "d’accueil" au moment où le pied commence à comprimer la semelle en contact avec le sol. Il ressort donc de la figure 4 que plus le diamètre des éléments de plaquette UF est grand, plus l’écrasement nécessaire pour atteindre la phase de rigidification est élevé. La phase de rigidification ne perturbe pas la stabilité posturale et ne provoque pas localement de développements excessifs de la couche cornée (kératinisation) en raison de la répartition de charge assurée par la semelle. En cas d’hyperkératose préexistante, celle-ci sera réduite grâce à la fonction de répartition de charge de la plaquette.
La figure 5 représente des courbes C1 1 à C16, la courbe C11 correspondant à une plaquette pleine (sans élément UF), et les courbes C12 à C16 correspondant à des éléments de plaquette UF de forme sphérique, espacés de 1 mm, dont le rapport d/D est égal à 0,75. Les courbes C12 à C16 ont été obtenues avec des éléments U F de diamètre D respectivement égaux à 1 ,5, 2, 3, 4 et 5 mm. Les courbes de la figure 5 diffèrent de celles de la figure 4 en ce qu’elles ont été obtenues avec une plaquette formée dans un matériau moulé plus dur que celui utilisé pour obtenir les courbes C1 à C5. La comparaison des courbes C1 1 à C16 avec les courbes C1 à C5 montre que plus le matériau moulé est dur, plus la phase de transition entre les phases de contact et de rigidification est longue et progressive. En effet, dans le cas des courbes C1 1 à C16, il faut exercer une pression plus élevée pour déformer les éléments UF afin d’atteindre sensiblement la forme d’une plaquette homogène. Il est à noter également que plus le diamètre D des éléments U F est grand, plus cette phase de transition est longue. Ainsi, la courbe C11 atteint la phase de rigidification à environ 30 kPa, la courbe C12 à environ 60 kPa, la courbe C13 à environ 80 kPa, la courbe C14 à environ 100 kPa, la courbe C15 à environ 120 kPa et la courbe C16 à environ 130 kPa. Les courbes des figures 4 et 5 font apparaître que la définition de la structure de la plaquette et sa composition, permet de définir avec précision la durée de la phase de contact, permettant ainsi d’obtenir le meilleur compromis possible entre une sensation d’accueil agréable, avec une potentielle instabilité, et une phase de rigidification nettement plus longue. En effet, pendant la phase de contact, le pied se pose sur une surface molle, produisant une sensation de confort, mais également une sollicitation des capteurs cutanés ou sous cutanés générant des signaux non conscients influençant la posture. En outre pendant ces deux phases, les zones d’hyper appui sont soulagées par l’effet de répartition de charge produit par la plaquette.
La figure 6 représente des courbes C21 à C23, la courbe C21 étant identique à la courbe C1 (plaquette pleine - sans élément U F), et les courbes C22 et C23 étant obtenues avec des plaquettes ayant des éléments de plaquette UF de forme sphérique, dont le diamètre D est de 4 mm, dont le rapport d/D est égal à 0,73, et dont les espacements e entre les éléments UF sont respectivement égaux à 1 et 2 mm. La courbe C22 est donc sensiblement identique à la courbe C4. En comparant les courbes C22 et C23, il peut être observé que la phase de rigidification de la courbe C22 est décalée vers la droite par rapport à la courbe C21. Ceci s’explique que le volume vide entre les éléments UF est plus élevé pour la plaquette ayant généré la courbe C23 que pour la plaquette ayant généré la courbe C22, et donc la phase de contact durant laquelle se produit le comblement de ce volume vide par écrasement des éléments UF est plus longue. Il ressort de la figure 6 que plus les éléments UF sont espacés, plus l’écrasement nécessaire pour atteindre la phase de rigidification est élevé.
La figure 7 représente des courbes C31 à C34, la courbe C31 étant identique à la courbe C1 1 (plaquette pleine - sans élément UF), et les courbes C32 à C34 étant obtenues avec des plaquettes ayant des éléments de plaquette UF de forme sphérique, dont le diamètre D est de 4 mm, dont l’espacement e entre les éléments UF est égal à 1 mm, et dont les rapports d/D dont respectivement égaux à 1 , 0,73 et 0,5. Lorsque le rapport d/D est égal à 1 , les éléments UF sont des demi-sphères. La courbe C33 est donc sensiblement identique à la courbe C15. En comparant les courbes C32 à C34, il peut être observé que la phase de contact s’allonge de la courbe C32 à la courbe C34. Ceci s’explique par le fait que le volume vide entre les éléments UF augmente si l’on diminue le rapport d/D. Il ressort donc de la figure 7 que plus le rapport d/D est petit (plus le volume vide entre les éléments U F est grand), plus l’écrasement nécessaire pour atteindre la phase de rigidification est élevé.
Le support 1 1 peut être très fin (inférieur à 1 mm) et très élastique. Avec un tel support, la plaquette 1 peut présenter une grande capacité à épouser la forme contre laquelle elle est placée. En outre, plus le rapport d/D est faible, plus les éléments de plaquette UF peuvent se déplacer latéralement et donc peuvent absorber des mouvements latéraux (mouvements de cisaillement en surface), tout en limitant les effets de glissement. La plaquette 1 peut donc être très efficace pour éviter les échauffements dus aux frottements. Selon un mode de réalisation, le moule 2 est fabriqué par une technique de fabrication additive (communément appelée "impression 3D"). Cette technique présente de nombreux avantages. Elle permet de fabriquer facilement des moules avec des surfaces en contredépouille. La forme du moule peut être définie à l’aide d’un outil logiciel de conception de formes en 3D, qui permet d’ajuster un grand nombre de paramètres comme la forme, les dimensions et la répartition des éléments de moule CUF à la surface 21 du moule, non seulement pour l’ensemble d’un moule, mais également localement. Ainsi, la forme et les dimensions de chaque élément de moule CUF peuvent être ajustées individuellement. La répartition des éléments de moule CUF sur la surface 21 du moule peut être également ajustée sur toute la plaquette 1 ou localement. Par exemple, les éléments de moule peuvent être répartis sur la surface 21 du moule en étant alignées simultanément selon des directions à 0°, 60° et 120°, ou le long d’une spirale, ou le long de contours fermés (par exemple des cercles ou des ellipses concentriques), ou encore en fonction de la forme et/ou des dimensions des éléments de moule CUF. Cette répartition peut également être définie aléatoirement. Le nombre d’éléments de moule CUF par unité de surface sur la surface 21 du moule 2 peut être également ajusté localement. En outre, le support 1 1 peut présenter une épaisseur constante plus ou moins grande, ou qui varie localement. Tous ces paramètres dimensionnels et de répartition forment un grand nombre de degrés de liberté sur lesquels on peut agir globalement ou localement pour obtenir des propriétés particulières de la plaquette qui peuvent varier localement. Un autre degré de liberté réside dans la dureté du matériau formant la plaquette. Dans le cas d’un gel polymère, la dureté du matériau peut être ajustée en ajustant le degré de polymérisation de celui-ci ou la composition du mélange à polymériser. Dans le cas d’un gel de silicone, le degré de polymérisation du matériau peut être défini en ajustant les proportions des huiles de silicone formant le mélange à polymériser qui est coulé dans le moule 2.
Dans une application de la plaquette 1 à une semelle pour le pied, les pressions exercées par le pied sur la semelle varient en fonction de la partie du pied considérée, en position statique et lorsque l’on marche ou court, durant le déroulé du pas. L’ajustement des caractéristiques de la plaquette 1 peut tenir compte de ces variations. Selon un mode de réalisation, le procédé de fabrication de la plaquette comprend des étapes consistant à :
- définir une forme de moule en une seule pièce à l’aide d’un outil logiciel de conception d’objets en 3 dimensions, en fonction de propriétés recherchées, la forme de moule étant définie dans un fichier numérique,
- fabriquer le moule à partir du fichier numérique, de préférence à l’aide d’un procédé de fabrication additive,
- sélectionner un liquide polymérisable formant un matériau viscoélastique après polymérisation, en fonction de propriétés recherchées,
- remplir le moule à l’aide du liquide polymérisable sélectionné, et
- après polymérisation au moins partielle du liquide polymérisable versé dans le moule, démouler le matériau polymérisé par une action mécanique visant à séparer le matériau viscoélastique polymérisé du moule.
Le remplissage du moule et la polymérisation peuvent être réalisés en plusieurs temps. Dans un premier temps, seules les éléments de moule CUF sont remplis d’un premier liquide polymérisable. Dans un second temps, après polymérisation au moins partielle du premier liquide, le restant du moule 2, y compris la partie du moule correspondant au support 1 1 , est rempli d’un second liquide polymérisable. De cette manière, la dureté de la plaquette 1 peut varier entre ses deux faces. Il peut être envisagé par exemple de réaliser une couche très dure pour former tout ou partie du support 1 1.
Dans le cadre de la conception et fabrication d’une plaquette de protection d’une zone du corps humain, telle qu’une semelle pour le pied, la définition du moule 2 peut prendre en compte la morphologie de la zone du corps humain à protéger et les variations des informations proprioceptives le long de la surface de la plaquette, en fonction de mesures réalisées sur la personne à qui est destinée la plaquette. Dans le cas d’une semelle par exemple, la répartition des éléments de plaquette UF peut être définie de manière à permettre une stabilisation en pronosurpination, par exemple en formant une cuvette pour le talon, et une décharge en regard d’une zone d’hyperpression, par exemple le long de l’épine calcanéenne ou en cas de métatarsalgie. Des liens (nervures) entre les éléments UF peuvent également être prévus pour limiter globalement ou localement des mouvements transverses dans certaines directions et consolider la liaison entre les éléments UF et le support 1 1 . Des variations de formes et/ou dimensionnelles locales des éléments UF peuvent être prévues pour obtenir localement des propriétés mécaniques plus ou moins absorbantes d’énergie ou au contraire restituant plus ou moins l’énergie (propulsives). Un effet massant produit par les éléments UF peut également être obtenu, en ajustant localement la répartition des éléments UF.
La plaquette peut être conçue pour offrir des effets proprioceptifs grâce aux éléments de plaquette UF qui peuvent exercer localement des pressions plus ou moins prononcées sur la peau et les tissus sous-jacents. La pression ainsi exercée par un élément UF peut être augmentée en prévoyant de former autour de cet élément, des éléments adjacents moins proéminents.
Les figures 8A, 8B représentent une plaquette 3 de protection de la peau du corps humain, selon un autre mode de réalisation. La plaquette 3 diffère de la plaquette 1 en ce qu’elle comprend un support 31 comportant des nervures 32, 33 reliant chacune deux éléments de plaquette UF adjacents de la plaquette 3, les nervures 32 étant perpendiculaires aux nervures 33. A noter que la plaquette 3 peut ne comporter que des nervures dans une seule direction, par exemple seulement les nervures 32 ou 33, ou bien d’autres nervures dans des directions diagonales. Il peut également être prévu que seuls les éléments UF situés dans une région de la plaquette sont reliés par des nervures dans une seule ou dans plusieurs directions.
La figure 9 représente la plaquette 1 , sur laquelle a été coulée une couche 16 remplissant partiellement ou totalement le volume entre les éléments de plaquette UF. La couche 16 est donc formée après l’opération de démoulage de la plaquette 1. La couche 16 peut être réalisée dans le même matériau que le support 1 1 ou un autre matériau, par exemple un autre matériau viscoélastique plus mou ou plus dur et/ou plus adhésif que le matériau formant le support 1 1 et les éléments UF. Ainsi, il est possible de rendre la plaquette plus adhésive, sans modifier sensiblement sa dureté, sachant que plus les gels de silicone sont adhésifs moins ils sont durs. La couche 16 peut également permettre de renforcer la liaison entre les éléments UF et le support 1 1 , en limitant l’amplitude des déplacements latéraux de ceux-ci en réponse à des forces de cisaillement, cette fonction de renfort augmentant avec la dureté et l’épaisseur de la couche 16. Si le matériau formant la couche 16 est plus mou que celui formant la plaquette 1 , il a tendance à remonter entre les éléments UF, lorsque la plaquette 1’ est écrasée.
Il peut être observé que la surface de contact entre la plaquette 1 et la couche 16 est notablement plus grande qu’en l’absence des éléments de plaquette UF. Il en résulte une plus grande cohésion entre la plaquette 1 et la couche 16, cette cohésion est encore plus élevée si l’interface entre les éléments de plaquette UF et la couche 16 présente des contredépouilles. Cette cohésion peut encore être augmentée par le choix des matériaux constituant la plaquette 1 et la couche 16. En effet, certains matériaux présentent des affinités entre eux, par exemple les matériaux à base d’huiles de silicone.
Selon un mode de réalisation, la couche 16 est réalisée dans un matériau différent de celui de la plaquette 1’, afin d’éviter une migration d’huile entre le support 11 et la couche 16, une telle migration entraînant avec le temps une altération des propriétés d’origine des deux matériaux.
Selon un mode de réalisation, la couche 16 peut être formée sur la plaquette 1 de manière à emprisonner une couche dans un autre matériau qui peut être gazeux, liquide ou solide.
Il est à noter que lorsque le moule 2 est fabriqué par une technique de fabrication additive, la surface de moulage notamment dans les éléments de moulage CUF présente des irrégularités dues à la technique de fabrication employée formant un empilement de couches. Ces irrégularités augmentent la surface de contact entre la plaquette 1 et la couche 16 et donc la cohésion entre celles-ci. Selon un mode de réalisation, l’épaisseur des couches de matière superposées pour former le moule 2 est ajustée avant la fabrication de ce dernier, sachant que les irrégularités de surface du moule augmentent avec l’épaisseur de ces couches. Il convient cependant de considérer que moins la surface de moulage est lisse, plus le démoulage est difficile. Dans le cas de la formation de la couche 16, il s’agit donc de trouver un compromis entre la précision de la fabrication du moule (épaisseur des couches superposées) et la force de liaison entre la plaquette 1 et la couche 16.
Selon d’autres modes de réalisation, la couche 16 peut être liquide, et enfermée de manière étanche par une couche solide disposée sur la couche 16. Le liquide formant la couche 16 peut être par exemple un liquide eutectique pour emmagasiner du chaud ou du froid, ou un liquide ferromagnétique, ou encore un liquide contenant un principe actif sur la peau, susceptible de se diffuser vers la peau au travers du support 1 1 ou de la couche solide sur la couche 16.
La figure 10 représente une plaquette 4, dans lequel le support est ajouré et forme un quadrillage de barrettes parallèles 42 et de barrettes perpendiculaires 43 aux barrettes 42, les éléments de plaquette U F étant positionnés sur les zones de jonction entre les barrettes 42 et les barrettes 43. Alternativement, le support peut être ajouré simplement en prévoyant des orifices traversant le support dans les espaces entre quatre éléments UF adjacents. La présence d’orifices entre les éléments UF rend la plaquette 1 plus légère, plus étirable et moins occlusive, ce qui peut être utile pour favoriser l’évacuation de la transpiration.
Selon un mode de réalisation, la plaquette 4 présente la forme d’une semelle pour le pied, et est recouverte, du côté des éléments de plaquette UF, d’une première membrane de matériau absorbant l’humidité, d'une épaisseur de l'ordre de 0,2 mm à 1 mm. La première membrane est par exemple en polyéthylène microporeux chargé en silice, par exemple le matériau disponible dans le commerce sous la marque AEROSHOES®. Il s’avère que les huiles libres (non polymérisées) de silicone ont la propriété d’être très avides de silice. Elles sont donc immédiatement aspirées dans la membrane lors de la mise en contact de celle-ci avec la plaquette 1 , 3, 4. Il se crée alors des ponts au sein du matériau microporeux entre les terminaisons des molécules de PDMS et la silice. Ces ponts forment des liaisons mécaniques très résistantes. La résistance de la fixation de la pièce sur la feuille est renforcée par ces ponts qui sont en nombre très important du fait de la grande surface développée de contact entre le gel polymère et la feuille. La semelle ainsi obtenue présente à la fois des propriétés mécaniques d’amortissement de confort, ainsi que des propriétés d’évacuation de l’humidité exceptionnelles, en raison de la présente de la première membrane et de la présence d’un volume vide important entre les éléments de plaquette U F. La face arrière de la plaquette 4 peut également être recouverte par une seconde membrane réalisée dans le même matériau que la première membrane. Selon un autre mode de réalisation, les dimensions de la plaquette sont étendues pour former un drap anti-escarres. En effet, pour réaliser une plaquette ayant des dimensions étendues, plusieurs moules peuvent être juxtaposés, par exemple en prévoyant un profil d’assemblage entre les moules adjacents. La seule difficulté pour réaliser une plaquette de grande surface réside dans le maintien des moules parfaitement horizontaux dans un même plan. Il est donc possible de réaliser un tel drap afin qu’il présente la capacité de mieux répartir la pression subie par un corps humain allongé sur un lit, que des draps conventionnels. Il s’avère également qu’un tel drap présente une remarquable capacité à s’adapter aux formes du corps, quelles que soient les courbures, sans formation de plis. En raison de la structure de la plaquette avec les éléments de plaquette U F, les points de pression du corps souvent mis en cause dans le cas des escarres (en regard du coccyx, des crêtes iliaques, du talon, ...) subissent une pression moins importante, ce qui diminue le risque d’apparition d’escarres. Il est à noter que la surface totale d’appui du corps sur un drap en position allongée est relativement grande. Certaines formes d’éléments de plaquette UF pourraient soutenir le poids du corps sans complètement s’écraser sur le support 1 1 , même en étant relativement molles. La présence de volume vide entre la peau et le support 11 , maintenu par les éléments UF, permet également d’assurer une meilleure ventilation et ainsi une meilleure évacuation de la transpiration qui tend à favoriser l’apparition des escarres. Enfin, la forme et la rigidité des éléments U F peuvent être prévues pour rendre ces derniers relativement mobiles et durs, dans le but d’obtenir un effet massant permettant une stimulation sanguine des zones à risques. Par une combinatoire appropriée des caractéristiques propres des éléments de plaquette et de celles du matériau coulé 16 entre ces éléments, il est possible de restaurer la vaso dilatation induite par la pression (PIV) chez des personnes diabétiques ou artéritiques. Par ailleurs, la possibilité d’adapter localement les propriétés d’un tel drap en fonction des zones d’appui s’avère particulièrement intéressante.
Un tel effet massant produit par la plaquette peut avoir d’autres applications. Par exemple, la plaquette peut être intégrée à des bas pour assurer cette fonction de massage par compression sur les cuisses et en suivant les lignes de Langer. D’autres formes peuvent être envisagées pour les éléments de plaquette UF. Ainsi, les figures 1 1 A à 1 1 F présentent différents exemples de formes alternatives pour les éléments UF. La figure 1 1 A représente un élément de plaquette UF1 ayant une forme cylindrique. La face supérieure de l’élément UF1 peut être par exemple sphérique ou plane.
La figure 1 1 B représente un élément de plaquette UF2 ayant une partie sphérique reliée au support 1 1 par une partie cylindrique ayant un diamètre inférieur à celui de la partie sphérique. Selon un mode de réalisation, les dimensions des parties cylindrique et sphérique sont ajustables. Ainsi, le diamètre de la partie cylindrique peut être ajusté entre la moitié et la totalité du diamètre de la partie sphérique.
La figure 1 1 C représente un élément de plaquette UF3 qui diffère de l’élément UF en ce que la partie sphérique présente une cavité sphérique 12 s’ouvrant dans une direction opposée à la direction du support 11. La présence de la cavité sphérique 12 permet notamment d’étendre la phase de contact à des pressions plus élevées. Selon la forme de l’ouverture de la cavité sphérique 12, il est possible d’obtenir un effet de ventouse
La figure 1 1 D présente un élément de plaquette UF4 présentant une forme tronconique, en contact avec le support 11 par la petite base de la forme tronconique. A noter que dans un autre exemple de réalisation, la forme tronconique peut être liée au support 1 1 par sa grande base.
La figure 11 E présente un élément de plaquette UF5 en forme de ventouse. Il peut également être prévu de former la ventouse sur une base cylindrique liée au support 1 1.
La figure 1 1 F présente un élément de plaquette UF6 qui diffère de l’élément UF en ce que la partie sphérique renferme un élément 15 formé dans un autre matériau, par exemple de forme sphérique. L’élément UF6 peut par exemple être obtenu en réalisant la phase de moulage en deux étapes, l’élément 15 étant inséré dans au moins un élément de moule CUF en forme de cavité, du moule 2 pendant la polymérisation d’un matériau remplissant au moins partiellement l’élément de moule, pour former un support de l’élément 15.
Selon un mode de réalisation, l’élément 15 est réalisé dans un matériau thermoplastique à basse température, tel que le polycaprolactone, afin de rendre la plaquette thermoformable dans une certaine mesure. Selon un autre mode de réalisation, l’élément 15 peut comprendre un liquide eutectique conférant à la plaquette des capacités d’accumulation de calories ou de frigories.
La figure 1 1 G présente un élément de plaquette UF7 comprenant une calotte sphérique supérieure élargie reliée au support 1 1 par un pied qui s’évase vers la calotte supérieure et vers le support.
Il est à noter que les éléments de plaquette UF, UF1 à UF7 ne présentent pas nécessairement une symétrie de révolution suivant un axe perpendiculaire au support 1 1 , mais peuvent également présenter toute autre forme, par exemple une forme cylindrique s’étendant suivant un axe perpendiculaire au plan des figures 1 B, 11 A à 1 1 G, ou bien une section de forme carrée, rectangulaire, elliptique ou polygonale, dans un plan parallèle au plan tangent à la face du support 1 1 autour de l’élément de plaquette.
Parmi les formes d’élément de plaquette présentées, les formes U F, UF2-UF7 avec contredépouille permettent de réaliser sur le support 1 1 une couche globalement moins dense entre le support et une couche globalement plus dense comportant les parties supérieures (plus larges) des éléments de plaquette. Les formes avec contredépouille permettent d’obtenir l’effet d’accueil précédemment décrit, allongeant la phase de contact précédant la phase de rigidification, la phase de contact correspondant à l’enfoncement de la couche globalement plus dense dans la couche globalement moins dense. Par ailleurs, les formes UF, UF3, UF5, UF6 et UF7 apparaissent moins sujettes à une flexion, et ont tendance à s’écraser dans la direction d’exercice de la pression lorsque celle-ci est voisine (à + ou -10° près, voire davantage) de la direction Z perpendiculaire au plan tangent au support 11 autour de l’élément de plaquette considéré. Ces formes présentent donc un comportement prévisible sous l’effet d’une pression exercée sur la plaquette 1 . Au contraire, les formes UF1 , UF2 et UF4 peuvent, sous l’effet d’une pression exercée dans une direction voisine de la direction Z (y compris la direction Z), fléchir ou se plier dans une autre direction, et pas seulement s’écraser dans la direction d’application de la pression. Le comportement de ces formes sous l’effet d’une pression exercée dans des directions voisines de la direction Z est donc moins prévisible. Selon un mode de réalisation, le moule présente la forme de la plaquette 1 et réciproquement la plaquette obtenue par un tel moule présente la forme du moule 2. Ainsi la figure 12 représente un moule 25 comportant des éléments de moule CUF1 présentant chacun la forme d’une portion de sphère de diamètre D, liés à un fond de moule 26 par une base circulaire de diamètre d. Les éléments de moule CUF1 présentent une hauteur Fl au- dessus du fond 26 du moule, et sont espacés les uns des autres d’une distance e. Le moule 25 peut également comprendre un rebord 27 dont la hauteur est adaptée à retenir une certaine hauteur de matériau de moulage versée sous forme liquide dans le moule 25. Le rapport d/D du diamètre d de la base des éléments de moule CUF1 sur le diamètre D des éléments de moule peut être choisi entre 1 et une valeur dépendant de la capacité du matériau moulé à se déformer élastiquement.
Les figures 13, 14 et 15 représentent des plaquettes 5, 5’ obtenues à l’aide du moule 25, le moule ayant été rempli du matériau de moulage à différentes hauteurs. Les plaquettes 5, 5’ comprennent un support 51 , 51’ dans lequel sont formés les éléments de plaquette UF8, UF8’ en forme de cavité sphérique. Sur la figure 13, le moule 25 a été rempli du matériau de moulage à une hauteur supérieure à la hauteur H des éléments de moule CUF1 au-dessus du fond 26 du moule. Ainsi les éléments de plaquette UF8 formés dans la plaquette 5 sont des cavités présentant une ouverture d’un côté de la plaquette 5 dont la largeur d est inférieure à la largeur D des cavités. Sur les figures 14, 15, la hauteur de remplissage du moule 25 a été inférieure à la hauteur H des éléments de moulage CUF1. Les éléments de plaquette UF8’ ainsi formés dans la plaquette 5’ sont donc des cavités sphériques ouvertes sur les deux faces opposées de la plaquette 5’. Sur les figures 13 et 14, la base des éléments de plaquette UF8, UF8’ est formée par l’intersection entre l’élément de plaquette et l’une des faces du support 51 , 51’ où débouche la cavité formée par l’élément de plaquette.
Après démoulage, les éléments de plaquette UF8, UF8’ peuvent être remplis d’un ou plusieurs autres matériaux de moulage polymérisable, sous forme liquide. Le matériau dans les éléments de plaquette UF8, UF8’ peut après polymérisation être plus mou ou plus dur que le matériau formant la plaquette 5, 5’. Cette structure de plaquette peut ainsi permettre de reproduire la structure du capiton plantaire humain. Selon d’autres modes de réalisation, les formes UF1 -UF7 décrites en référence aux figures 11 A à 1 1 G sont considérées comme des éléments de moule, les éléments de plaquette étant alors des cavités ayant ces formes.
Les figures 16A, 16B représentent un moule 28 selon un autre mode de réalisation. Le moule 28 permet de former une plaquette dans laquelle les éléments de plaquette adjacents sont directement liés entre eux, de sorte qu’ils incluent chacun une partie du support de la plaquette. Le moule 28 comprend des éléments de moule CUF2 en forme de portion de cavité, serrés les une contre les autres au point de se rejoindre de sorte que les cavités débouchent les unes dans les autres par des passages 29 ouverts sur le dessus du moule 28. Dans l’exemple des figures 16A, 16B, les éléments de moule CUF2 présentent la forme d’une portion de sphère, la partie supérieure (par rapport aux figures) des sphères jusqu’aux ouvertures 29 étant absente.
Les figures 17, 18A, 18B représentent une plaquette 6 obtenue à l’aide du moule 28. La plaquette 6 comporte une face supérieure plane correspondant à la surface supérieure du matériau de moulage et une face inférieure formée d’éléments de plaquette UF9 juxtaposés, les élément UF9 étant liés entre eux par des parties 61 correspondant aux ouvertures 29 du moule 28. Les éléments UF9 sont répartis en ligne et en colonnes de manière à ce que quatre éléments UF9 adjacents entre eux délimitent un orifice traversant la plaquette 62 présentant une section dans le plan de la plaquette 6 en forme d’astroïde dont les côtés sont des arcs de cercle si les éléments UF9 sont des portions de sphère. Il peut être considéré que le support 61 de la plaquette 6 est constitué par la partie s’étendant depuis la face plane 62 de la plaquette jusqu’à un plan parallèle P, tangent aux parties reliant les éléments UF9 entre eux.
Comme précédemment, la forme de plaquette 6 peut être utilisée pour former un moule.
Il apparaîtra clairement à l'homme de l'art que la présente invention est susceptible de diverses variantes de réalisation et diverses applications. En particulier, l’invention ne s’applique pas uniquement à la protection de la peau du corps humain. En effet, les plaquettes précédemment décrites peuvent présenter de nombreuses propriétés, liées aux caractéristiques géométriques des plaquettes ou du ou des matériaux formant les plaquettes. Ces propriétés peuvent être exploitées dans de nombreux autres domaines. Ainsi, par exemple, les plaquettes peuvent être utilisées pour former une couche antidérapante ou de protection contre des températures excessives.
Par ailleurs, dans certaines applications, il peut être utile de mettre en oeuvre au moins localement sur un support des éléments de plaquette (tels que UF1 ) ayant une forme sans contredépouille. Par exemple, les formes d’éléments UF et UF1 peuvent être alternées dans une direction ou dans plusieurs directions du plan du support 1 1 . Plus généralement, différentes formes d’éléments de plaquette UF, UF1 -UF7 peuvent être réalisées sur un même support. Par exemple, des éléments plus petits de forme choisie peuvent être formés entre deux ou quatre éléments adjacents.
Dans certaines applications, il peut être souhaitable d’empêcher tout déplacement latéral des éléments de plaquette UF dans une direction. Il peut alors être choisi de réaliser sur le support 1 1 des éléments de plaquette ayant une forme cylindrique dont l’axe est parallèle au plan du support 11 , la section droite de la forme cylindrique pouvant être circulaire avec une base liée au support ayant une largeur moindre ou égale au diamètre de la forme cylindrique. Il est à noter que les éléments de plaquette UF8, UF8’ dérivés des éléments U F (en inversant les formes de moule et de plaquette) et ceux qui peuvent être dérivés de la même manière des éléments de plaquette UF1 -UF7 ne peuvent pas subir de basculement.
Le support 1 1 peut également présenter une épaisseur irrégulière.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de fabrication d’une plaquette de protection d’une zone du corps humain, le procédé comprenant des étapes consistant à :
définir une forme de moule (2, 25) à l’aide d’un outil logiciel de conception d’objets en 3 dimensions, la forme de moule étant définie dans un fichier numérique et comprenant une pluralité d’éléments de moule (CUF, CUF1 ) répartis sur une surface (21 , 26) du moule, le moule étant configuré pour former un support (1 1 ) liant entre eux des éléments de plaquette (UF) de forme complémentaire, formés par les éléments de moule,
fabriquer le moule en une seule pièce à partir du fichier numérique, sélectionner un liquide polymérisable formant un matériau viscoélastique après polymérisation, en fonction de propriétés recherchées, remplir le moule à l’aide du liquide polymérisable sélectionné, et après polymérisation au moins partielle du liquide polymérisable versé dans le moule, démouler la plaquette (1 ) par une action mécanique visant à séparer le matériau viscoélastique polymérisé du moule, au moins un des éléments de plaquette (UF) présentant une surface en contredépouille, la viscoélasticité du matériau polymérisé étant exploitée pour le démoulage de la plaquette par déformation élastique de l’élément de plaquette en contredépouille.
2. Procédé selon la revendication 1 , dans lequel le moule (2, 25) est fabriqué par un procédé de fabrication additive.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel au moins un des éléments de plaquette (UF, UF3, UF5, UF6, UF8, UF8’) présente une forme interdisant des mouvements de flexion et de basculement de l’élément de plaquette sous l’effet d’une pression exercée sur l’élément dans une direction d’écrasement voisine d’une direction (Z) perpendiculaire à une base de l’élément de plaquette.
4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, comprenant :
une première étape de remplissage partiel du moule (2, 25) par le liquide polymérisable, et après polymérisation au moins partielle du liquide polymérisable, une seconde étape de remplissage du moule par un autre liquide polymérisable.
5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel au moins un élément de moule (CUF) forme une cavité, le procédé comprenant une étape d’insertion d’un objet (15) dans l’élément de moule (CUF) en forme de cavité, après remplissage partiel de celle-ci par le liquide polymérisable, et avant une étape de remplissage complet du moule par un autre liquide polymérisable.
6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, comprenant des étapes de versement d’un autre liquide polymérisable (16) dans un volume (VL, VL1 , VL1’) défini entre ou par les éléments de plaquette (UF, UF1 -UF8’), après démoulage du matériau polymérisé, et de polymérisation au moins partielle de l’autre liquide polymérisable.
7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, comprenant des étapes de versement d’un autre liquide dans un volume (VL, VL1 , VL1’) défini entre ou par les éléments de plaquette (UF), après démoulage du matériau polymérisé, et couverture de la surface de l’autre liquide par une couche étanche, le liquide étant choisi, parmi les liquides suivants :
un liquide eutectique,
un liquide ferromagnétique,
un liquide contenant un principe actif sur la peau ou dans le corps humain.
8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel les éléments de moule (CUF, CUF1 ) présentent le long de la surface (21 , 26) du moule (2, 25) l’une des répartitions suivantes :
une répartition en lignes et en colonnes transversales aux lignes, une répartition simultanée le long d’alignements orientés suivant des directions à 0 °, 60 ° et 120 °,
une répartition en spirale,
une répartition suivant des contours fermés.
9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel le moule (2) est configuré pour former dans le support (31 ) des nervures (32, 33) reliant entre eux des éléments de plaquette (U F) adjacents.
10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel un des éléments de moule (CUF, CUF1 ) est configuré pour former un élément de plaquette (UF, UF1 -UF8’) ayant une section de forme carrée, rectangulaire, elliptique ou polygonale, dans un plan parallèle au support (1 1 , 31 , 42-43, 51 , 51’) autour de l’élément de plaquette.
1 1. Procédé selon l'une des revendications 1 à 10, comprenant des étapes consistant à :
réaliser des mesures morphologiques de la zone à protéger, et définir la forme du moule par sélections locales d’une forme, de dimensions et d’une répartition d’éléments de moule, en fonction des mesures morphologiques,
12. Plaquette de protection d’une zone du corps humain, réalisée en un matériau viscoélastique, et comprenant un support (11 ) et une pluralité d’éléments de plaquette (UF, UF1 -UF8’) déformables élastiquement, formés sur une face du support ou dans le support (1 1 , 31 , 42-43, 51 , 51’),
caractérisée en ce que la plaquette est obtenue par le procédé selon l’une des revendications 1 à 1 1 , au moins un des éléments de plaquette (UF, UF1 -UF8’) présentant une surface en contredépouille.
13. Plaquette selon la revendication 12, dans laquelle au moins un des éléments de plaquette (UF, UF2-UF8’) présente une largeur (d) au niveau d’une face du support (1 1 , 31 , 42-43, 51 , 51’) inférieure à une largeur maximum (D) de l’élément de plaquette dans un plan perpendiculaire à la direction d’écrasement (Z).
14. Plaquette selon la revendication 12 ou 13, dans laquelle les éléments de plaquette (UF, UF2-UF8’) sont répartis sur la face du support (11 , 31 , 42, 43, 51 , 51’) de manière à ce qu’ils puissent entrer en contact les uns avec les autres par écrasement sous l’effet d’une pression exercée sur la plaquette.
15. Plaquette selon l'une des revendications 12 à 14, dans laquelle un des éléments de plaquette (UF) présente l’une des formes suivantes :
une forme sphérique (UF) liée au support (11 ) par une base circulaire présentant un diamètre (d) inférieur au diamètre (D) de la forme sphérique et supérieur à la moitié du diamètre de la forme sphérique,
une forme sphérique (UF1 , UF2) reliée au support (1 1 ) par une tige cylindrique, la tige cylindrique présentant un diamètre inférieur ou égal au diamètre de la forme sphérique et supérieur à la moitié du diamètre de la forme sphérique,
une forme sphérique (UF3) liée au support (1 1 ) par une base circulaire présentant un diamètre (d) inférieur au diamètre (D) de la forme sphérique et supérieur à la moitié du diamètre de la forme sphérique, et comportant une cavité (12) à l’opposé de la base de la forme sphérique, une forme tronconique (UF4) liée au support (1 1 ) par une petite base ou une grande base de la forme tronconique,
une forme (UF5) en forme de ventouse,
une forme (UF7) comportant une calotte sphérique reliée au support par une tige évasée vers la calotte sphérique et vers le support,
une forme (UF9) liée directement à des éléments de plaquette adjacents,
une forme complémentaire (UF8, UF8’) à l’une des formes précédentes.
16. Plaquette selon l'une des revendications 12 à 15, dans laquelle au moins un des éléments de plaquette (UF6) comporte une inclusion (15) dans un autre matériau tel qu’un matériau thermoformable.
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