QUE SAIS-JE ?

Le dispositif médical

ANTOINE AUDRY

JEAN-CLAUDE GHISLAIN

Remerciements

Les auteurs tiennent à remercier Valérie Courcier, Jérémie Forest et Laurent Mignon pour leur soutien efficace et enthousiaste tout au long de ce projet.

978-2-13-061618-4

Dépôt légal — 1re édition : 2009, septembre

© Presses Universitaires de France, 2009
6, avenue Reille, 75014 Paris

Avant-propos

Le vaste ensemble des dispositifs médicaux, autrefois dénommé en France matériel médico-chirurgical, bien que d’usage courant depuis longtemps, principalement dans les hôpitaux, n’a pris pleinement sa place au sein des produits de santé qu’avec l’avènement de la réglementation européenne de mise sur le marché qui le concerne. Celle-ci est encore récente, puisque d’application généralisée seulement depuis la fin des années 1990.

Cette catégorie de produits de santé, multiforme, rassemble tout ce qui concourt au diagnostic et au traitement des pathologies et qui ne relève pas du seul médicament.

Les produits présentent beaucoup de spécificités, à la fois sur le plan réglementaire, avec un régime de mise sur le marché de type « nouvelle approche » européenne, et, sur le plan scientifique en matière d’évaluation préclinique et clinique ; ces caractéristiques les distinguent très clairement des médicaments, même si l’évaluation scientifique et technologique établit des passerelles qui conduisent dans certains cas à des produits hybrides.

C’est probablement pourquoi ce domaine de la santé, encore trop méconnu et surtout mal compris, justifie la publication de cet ouvrage.

Mais les dispositifs médicaux sont aussi et surtout un domaine de très forte innovation au bénéfice des patients et de la santé publique. Les enjeux sanitaires qui s’y rattachent sont donc de premier ordre et en pleine évolution. La réglementation européenne devra s’adapter à de nouveaux enjeux pour concilier forte innovation au service des patients et haut niveau de sécurité sanitaire.

Gageons que cet ouvrage contribuera à mieux faire connaître ces enjeux à partir d’une présentation des dispositifs médicaux.

Jean Marimbert,
Directeur général de l’ AFSSAPS.

Introduction

Un univers diversifié

Quel est le point commun entre une prothèse de hanche, une pompe à insuline, un pacemaker, uneIRM, des seringues, une paire de béquilles, un fauteuil roulant, des pansements, un robot chirurgical ou un neurostimulateur cérébral ? Au sein des industries de santé, ils appartiennent tous à la même famille : celle des dispositifs médicaux (DM).

Le Code de la santé publique (art. L. 52211-1 et R. 5211-1) les définit comme « tout instrument, appareil, équipement, matière, produit, à l’exception des produits d’origine humaine, ou autre article utilisé seul ou en association, y compris les accessoires et logiciels intervenant dans son fonctionnement, destiné par le fabricant à être utilisé chez l’homme à des fins médicales et dont l’action principale voulue n’est pas obtenue par des moyens pharmacologiques ou immunologiques ni par métabolisme, mais dont la fonction peut être assistée par de tels moyens ».

Autrement dit, tout objet utilisé « à des fins médicales », qui n’est ni un médicament ni un produit biologique, est un dispositif médical. D’où cette impression d’une catégorie vaste et hétérogène où les produits technologiquement les plus pointus côtoient les dispositifs les plus simples.

Plus concrètement, chacun d’entre nous utilise des dispositifs médicaux sans le savoir : pansements, préservatif, thermomètre médical, tensiomètre, test de grossesse, « plâtre » pour immobilisation, équipements de radiologie, seringue, aiguille, prothèses dentaires…, mais aussi est souvent en contact avec un dispositif médical : ECG, appareils ophtalmiques, lits médicaux, oxygénateurs, automates de laboratoire d’analyse médicale…

Cette extrême diversité des produits, bien réelle, est toutefois tempérée par un certain nombre de caractéristiques communes. Nous en retiendrons deux principales : le dispositif médical agit le plus souvent sur le patient par l’intermédiaire du geste d’un professionnel de la santé, via un acte médical ; le secteur du DM demeure une industrie très fragmentée à forte proportion de main-d’œuvre.

Pesant à l’heure actuelle plus de 187 milliards d’euros, le marché du DM est aujourd’hui essentiel dans le monde de la santé. Cependant, malgré son développement exponentiel, il reste en valeur bien moins important que celui du médicament (il n’en représente pas plus d’un tiers). En cumulant prothèses de hanches, stents, stimulateurs cardiaques, défibrillateurs…, on estime qu’une personne sur cinq de la population des pays développés serait aujourd’hui porteuse d’un DM implanté. Au fil des années et de leurs évolutions technologiques, les dispositifs médicaux se sont imposés comme des outils incontournables de l’univers médical.

Ce sont tout à la fois des outils de diagnostic, de prévention et d’amélioration des pratiques de soins. Sans exagérer la réalité, nous pouvons affirmer que les dispositifs médicaux sont omniprésents, notamment les produits implantables qui apportent des réponses tout à fait concrètes, à l’hôpital ou au domicile.

L’histoire de cette jeune industrie des DM est étroitement associée aux progrès dans le traitement des grandes pathologies chroniques des pays développés : diabète, cancer, maladies cardio-vasculaires (insuffisance cardiaque ou arythmies chroniques), affections neurospychiatriques (maladie de Parkinson), troubles musculo-squelettiques (ostéoporose, lombalgies, scolioses sévères), douleur chronique… Sans oublier le handicap, les incontinences, l’insuffisance rénale et respiratoire. Le champ d’application thérapeutique du DM est très large, avec des résultats tangibles. Pour ne prendre qu’un seul exemple, celui du défibrillateur automatique implantable (DAI), il a contribué en l’espace de vingt ans à réduire de 40 % le nombre d’arrêts cardiaques mortels.

La montée en puissance du DM dans le système de santé français doit aujourd’hui aller de pair avec une meilleure connaissance de ce produit de santé, de ses contraintes en matière d’innovations, d’évaluations et de remboursements. L’ensemble des procédures régissant l’évaluation et le remboursement du DM est proche de celles utilisées dans le médicament, alors même qu’il s’agit de deux industries très différentes. Les processus d’innovation, les rythmes du progrès technologique, les conditions d’essais cliniques et enfin les grandes règles d’utilisation sont en effet radicalement différentes d’un secteur à l’autre.

Cet ouvrage vise donc à expliquer les grands enjeux du dispositif médical en France en ce début de XXIe siècle : son environnement juridique et réglementaire, ses challenges culturels et environnementaux, son rythme d’innovation permanente, son modèle économique… Il s’agira aussi d’aller contre des idées reçues et inexactes à propos du DM.

Non, le dispositif médical n’est pas un univers complexe ; oui, c’est un univers diversifié.

Chapitre I

L’histoire du dispositif médical et de son environnement réglementaire

L’histoire des DM est étroitement liée à celle des technologies. De fait, si les Égyptiens semblaient précurseurs en termes de technologies médicales en utilisant des dilatateurs en cuivre pour traiter les sténoses urétrales, c’est avant tout parce qu’il y a eu des avancées technologiques fortes dans la seconde moitié du XXe siècle que l’essor des dispositifs médicaux a pu avoir lieu.

L’industrie du DM s’est donc construite en utilisant les technologies développées et appliquées dans d’autres secteurs industriels tels que la micromécanique, la microélectronique ou l’informatique. Ce constat préalable explique la jeunesse de cette industrie, qui n’a réellement pris son essor il y a seulement cinquante ans, alors que le médicament revendique, lui, plusieurs siècles d’existence.

I. – L’histoire du DM

À quand remonterait, de mémoire d’industriel, le premier dispositif médical ? Sans doute à 1894. En effet, cette année-là apparaît le premier dispositif médical commercialisé à grande échelle et normalisé : la seringue « moderne » tout en verre.

Son inventeur, le Français Fournier, est souffleur de verre de son état. La seringue moderne est rapidement commercialisée par la maison Luer de Paris. L’embout conique des seringues défini par Luer a été retenu par la norme internationale actuelle et son système de verrouillage a été mis au point par les Américains (système Luer-Lock). Il faudra attendre les années 1930 pour connaître l’interchangeabilité entre le piston de seringue et le corps de la seringue en verre.

Quelques années après l’arrivée de la « seringue moderne », l’Allemagne prend le relais industriel et dès 1904 apparaît le premier inhalateur d’anesthésie, le « Dräger-Roth ». Avec lui, l’histoire de l’anesthésie moderne prend son essor et l’histoire du DM se développe.

L’histoire des DM se déroule en quatre grandes étapes.

1. Une histoire indissociable de celles des matériaux et techniques. – Le développement des dispositifs médicaux implantables s’inscrit dans l’aventure des matériaux modernes. Pour preuve, des années 1920 à nos jours, la prothèse de hanche a évolué au rythme des découvertes scientifiques.

Plâtre, buis, caoutchouc, plomb, zinc… ou fragment de vessie de porc (les biomatériaux sont déjà présents) : au début du XXe siècle, les chirurgiens orthopédistes cherchent à remplacer le cartilage perdu mais aucune interface ne convient : trop fragile, trop souple, trop toxique.

Dès 1920, à l’Université de Leeds (Boston, États-Unis), le Dr Smith-Petersen parvient à des résultats convaincants en utilisant de fins moules de verre intercalés entre les deux surfaces de la hanche.

En parallèle, en Angleterre, le Pr Hey-Groves propose de remplacer la tête fémorale par une sphère d’ivoire mais c’est en 1936 que le Dr Venable démontre la supériorité de l’alliage chrome-cobalt-molybdène et en 1939 que le Dr Bohlman met au point la première prothèse fémorale utilisant ce métal.

Après la Seconde Guerre mondiale, les Prs Judet, en France, innovent en utilisant le plexiglas pour remplacer la tête fémorale. En 1959, avec l’apparition du téflon, il devient possible de réduire le coefficient de friction entre la rotule et sa coiffe.

Dans les années 1970, à Pau, la céramique vient concurrencer le téflon ; en effet, le Pr Boutin propose une prothèse totale de hanche mixantcotyle en céramique et pièce fémorale en deux parties : tête en céramique sur un corps en acier.

Parallèlement au développement des matériaux, les voies d’abord (techniques d’approche chirurgicales) ont également considérablement évolué. De la voie d’abord antérieure de la hanche mise au point par le Dr Smith-Pertersen dans les années 1920 au développement des voies mini-invasives des années 2000, l’histoire de la prothèse croise celle de l’acte chirurgical¹.

2. Les trois périodes clés du dispositif médical. – On sait depuis le XIXe siècle que le cœur, comme tous les muscles, se contracte quand il subit des stimulations électriques. D’où de nombreux essais pour essayer de ressusciter les morts à coup de décharges électriques. En 1950, un ingénieur canadien, John Hoops, au cours de ses recherches sur l’hypothermie, remarque qu’il est possible de remettre un cœur en marche grâce à une stimulation électrique ou mécanique. Ses expériences le conduisent ensuite à mettre au point le premier pacemaker externe. Mais son prototype, utilisé à l’extérieur du corps, est peu pratique, car il doit rester branché en permanence au secteur ! À peu près à la même époque, à Minneapolis, dans un garage exigu de 55 m², un étudiant en électronique, Earl Bakken, et son beau-frère, Palmer Hermundslie, développent une petite affaire de réparation de matériel médical pour les hôpitaux de la région. À force de travailler en étroite collaboration avec le monde médical, et plus particulièrement le Dr C. Walton Lillehei, les deux jeunes gens créent la société Medtronic et commencent à élaborer de nouveaux appareils médicaux. Jusqu’à la mise au point de leur premier stimulateur cardiaque autonome externe. Dans la plupart des cas, ce nouveau stimulateur cardiaque externe est installé sur des patients ayant subi une chirurgie cardiaque à cœur ouvert. Le pacemaker de Earl Bakken voit progressivement sa taille diminuer et il devient possible de l’utiliser pour des enfants.

L’arrivée du pacemaker implantable est proche puisque Palmer Hermundslie (le beau-frère d’Earl Bakken) se rapproche de deux chirurgiens de l’hôpital de Buffalo, William Chardack et Andrew Cage, dont les travaux sur un pacemaker implantable sont bien avancés. Il obtient l’exclusivité des droits de production et de commercialisation du stimulateur cardiaque implantable. En 1958, le premier stimulateur construit comme un organe artificiel, c’est-à-dire logé à l’intérieur du corps, est posé en Suède par les Drs Rune Elmqvist et Ake Senning. Le pacemaker sera ensuite amélioré par les recherches menées sur les piles par l’Américain Greatbatch.

Diffusés aux États-Unis, en Afrique du Sud, en Australie, au Canada, en Europe et en Amérique latine, ces premiers produits représentent déjà le monde globalisé du dispositif médical que nous connaissons aujourd’hui.

Durant la même période, des avancées significatives voient le jour dans le domaine des matériaux, tout particulièrement en France et en cardiologie.

Ainsi, à titre d’exemple, à la fin des années 1960, l’équipe du Pr Alain Carpentier est à l’origine de la premièreannuloplastie mitrale et de la mise en place de la première prothèse biologique à l’intérieur du corps : le Pr Carpentier pose la première bioprothèse cardiaque devalve mitrale d’origine animale. Il remplace l’acier d’une prothèse mécanique par des valves de porc. Comme ces bioprothèses s’usent et qu’il faut les remplacer au bout de quelques années, il invente les valves anticalcification, avec une durée de vie de quinze ans. Ce sera ensuite la naissance de la bioprothèse de 3e génération avec une durée de vingt-cinq ans.

3. Années 1970-1980 : l’avènement de la microélectronique et de l’informatique. – Avec le développement de partenariats entre firmes d’électronique et industriels du DM, les dispositifs médicaux, tout au long de la décennie, gagnent en miniaturisation et en fonctionnalité. En 1980, Medtronic met ainsi sur le marché son premier pacemaker multiprogrammable. Grâce à ses neuf paramètres programmables, cet appareil permet de répondre aux besoins des patients et de les ajuster dans le temps, sans devoir recourir à une nouvelle intervention chirurgicale.

Les rapides développements de la microélectronique permettent aussi de s’orienter vers de nouveaux domaines thérapeutiques, continuant ainsi d’écrire de nouvelles pages de l’histoire du DM.

Au cours de cette décennie, grâce à la miniaturisation, la France est encore à l’origine de plusieurs premières mondiales : en 1973, le Pr Bruhat et le Dr Manhes duCHU de Clermont-Ferrand réussissent la première intervention chirurgicale parcœlioscopie sur une grossesse extra-utérine. Jusqu’alors, la cœlioscopie servait à diagnostiquer et non à agir.

En 1986, la caméra couplée au cœlioscope devient le traitement de référence pour les grossesses extra-utérines. La cœliochirurgie est également indiquée dans les fibromes, kystes ovariens, urologie et en chirurgie vasculaire…

Grâce aux progrès de la microélectronique, au développement des biomatériaux et plus généralement à la convergence des projets de recherche entre industriels de l’électronique, de l’informatique et de la santé, les dispositifs médicaux deviennent de plus en plus sophistiqués et pointus : en cardiologie bien sûr (avec les défibrillateurs programmables et implantables), mais ce n’est plus le seul domaine.

Le DM pénètre à peu près tous les segments de l’industrie de la santé ; il acquiert peu à peu un véritable statut de produit de santé destiné à soigner et diagnostiquer des pathologies. Ainsi, la fin du XXe siècle a vu le dispositif médical acquérir une place de premier plan pour la prise en charge du diabète. Dès 1969, Bayer introduit le premier appareil de mesure de la glycémie transportable et en 1980, la première vraie pompe à insuline est présentée en Allemagne. Cette pompe de la société Siemens est étalonnée sur l’insuline et délivre un débit de base constant. Avant elle, d’autres pompes avaient déjà été commercialisées à la fin des années 1970 ; celles-ci étaient déjà utilisées depuis longtemps pour le traitement de la douleur, mais n’étaient pas étalonnées pour l’insuline. L’ajustement du débit se faisait en modifiant les rapports de mélange de l’insuline et du chlorure de sodium ; le bolus était administré en tournant une vis. Un manque de précision qui sera résolu et constamment amélioré depuis, faisant de la pompe à insuline externe l’« étalon-or », la référence actuelle, pour le traitement du diabète de type 1.

En France, toujours en diabétologie, cette décennie voit l’avènement de la première pompe à insuline programmable implantée en 1981 dans l’abdomen d’une diabétique âgée de 23 ans. Une première réussie par les Prs Jacques Mirouze et Jean-Louis Selam du CHU de Montpellier. Grâce à cette pompe diffusant de l’insuline en continu et à une petite télécommande qui règle le débit, le diabète peut être contrôlé en permanence.

En 1984, les Prs Carpentier et Chachques des Hôpitaux de Paris réalisent la premièrecardiomyoplastie : un muscle squelettique strié avec un stimulateur électrique est utilisé dans des cas d’insuffisance cardiaque sévère ou en attendant une greffe.

Toujours en 1984 a lieu au CHU de Caen la première angioplastie protégée. Et en 1986, la pose du premier stent endocoronaire est réalisée avec succès par le Pr Jacques Ruel du CHU de Toulouse, en collaboration avec deux radiologues (les Prs Rousseau et Joffre). En maintenant ouverte la paroi de l’artère, ce stent constitue la...