211service.com
De minuscules robots réparent les cœurs brisés
Pour les patients cardiaques, la réparation des défauts nécessite souvent une chirurgie à cœur ouvert et une paralysie temporaire de l'organe. Mais un ensemble d'outils robotiques développés par chercheurs du Boston Children’s Hospital pourrait éventuellement permettre aux chirurgiens d'opérer le cœur par de petites incisions pendant que le cœur continue de battre.
L'utilisation de petites incisions et l'insertion d'outils robotiques sont de plus en plus courantes dans de nombreux types de chirurgie. Une telle chirurgie dite mini-invasive offre des temps de récupération plus rapides que la chirurgie conventionnelle et un risque réduit d'infection, car les coupures dans le corps sont beaucoup plus petites. Dans le cas de la chirurgie cardiaque mini-invasive, les outils robotiques ont dû être délivrés par des cathéters, des tubes lisses et flexibles pouvant porter, par exemple, un stent ouvrant une artère. Mais parce qu'ils sont flexibles, les cathéters ne peuvent fournir que de petites quantités de force et peuvent être difficiles à positionner avec précision.
L'équipe du Boston Children's Hospital utilise plutôt des robots à tubes métalliques incurvés pour créer une plate-forme de livraison d'outils plus rigide à l'intérieur du cœur. Avec les procédures standard à cœur ouvert, nous pouvons tirer des tissus d'une zone à une autre. On ne peut pas faire ça avec un cathéter. Ces appareils robotiques peuvent exercer une certaine force, ils sont donc capables de faire une grande partie de ce que fait un chirurgien, sauf qu'ils naviguent dans les vaisseaux sanguins, dit Pedro del Nido , un chirurgien cardiaque pédiatrique impliqué dans le projet.
Les dispositifs atteignent le cœur par une incision dans le cou qui mène à la veine jugulaire. De là, de longs tubes concentriques étroits transportent les dispositifs chirurgicaux à travers les gros vaisseaux sanguins jusqu'au cœur.
L'un des outils de l'équipe peut boucher des trous dans le cœur. Les chirurgiens ferment généralement ces trous avec une suture dans une procédure qui nécessite une chirurgie à cœur ouvert et l'arrêt du cœur. L'équipe de Children's, dirigée par un bioingénieur Pierre Dupont , et ses collaborateurs de Micro-tissu ont développé un dispositif métallique semblable à une suture qui peut être déployé par le robot à tube concentrique. La clé du développement de l'appareil à l'échelle millimétrique était un processus de fabrication spécialisé pour fabriquer les minuscules engrenages, chaînes et poulies nécessaires. Le dispositif semblable à une suture perce le tissu cardiaque de chaque côté du trou et étend des ailes qui s'accrochent à chaque morceau de tissu. Ensuite, un mécanisme à cliquet rapproche les deux pièces, scellant immédiatement le trou. Maintenant en contact étroit, les morceaux de tissu fusionnent probablement ensemble et autour de l'implant métallique.
Le groupe Dupont est l'une des rares équipes de recherche à essayer d'apporter un riche ensemble d'outils à des endroits cachés du corps sans avoir besoin de grandes ouvertures. Avec ces appareils, nous essayons de tirer le meilleur parti des deux mondes, c'est-à-dire une procédure peu invasive qui peut utiliser toutes les compétences d'un chirurgien, explique Howie Choset, ingénieur à l'Université Carnegie Mellon qui développe son propre appareils robotiques. Lorsque vous ouvrez le cœur, vous pouvez faire toutes sortes de choses – nous voulons acquérir ces capacités sans faire une grande incision.
L'équipe de Children's a testé le dispositif de fermeture sur des porcs vivants, et les chirurgiens ont pu réparer des trous dans un cœur en pompage actif. L'un des défis de l'opération à travers de petites incisions est que le chirurgien ne peut pas voir directement où le dispositif est positionné. L'équipe utilise donc une combinaison de rayons X et d'ultrasons en temps réel pour faire naviguer le robot à l'intérieur du cœur et surveiller le déploiement de l'appareil.
La croissance irrégulière des tissus à l'intérieur du cœur peut entraver le fonctionnement de l'organe, c'est pourquoi l'équipe et ses collaborateurs ont également développé un dispositif de coupe rotatif pour la pointe du robot à tube concentrique. L'appareil intègre l'irrigation et l'aspiration de liquides, processus importants lors de l'opération sur un cœur fonctionnel.
À l'intérieur du cœur qui bat, si vous coupez un morceau de tissu, vous ne voulez pas qu'il s'échappe car il pourrait jaillir et boucher une artère, peut-être provoquer un accident vasculaire cérébral, explique Dupont. L'appareil aspire les débris pendant qu'il coupe les tissus. Un autre défi dans un cœur rempli de sang est la coagulation, une réaction naturelle à un corps étranger. Ainsi, l'appareil irrigue les débris tissulaires avec une solution saline anticoagulante pour éviter le colmatage du robot.
Jusqu'à présent, le dispositif de coupe n'a été testé que sur des cœurs de porc sur une paillasse. Mais le groupe prévoit de le tester prochainement sur des porcs vivants.