Le dernier cœur artificiel : en partie vache, en partie machine

Un nouveau type de cœur artificiel qui combine des matériaux synthétiques et biologiques ainsi que des capteurs et des logiciels pour détecter le niveau d'effort d'un patient et ajuster le débit en conséquence doit être testé sur des patients dans quatre centres de chirurgie cardiaque en Europe et au Moyen-Orient. Si le dispositif bioprothétique, fabriqué par la société parisienne Carmat , s'avère sûr et efficace, il pourrait être administré aux patients en attente d'une transplantation cardiaque. Actuellement, un seul cœur entièrement artificiel, fabriqué par Tucson, en Arizona SynCardia , a obtenu l'approbation réglementaire des États-Unis, du Canada et de l'Europe pour une utilisation chez les patients.

Cardio-cyborg : Ce rendu montre les valves biologiques au sommet du cœur artificiel de Carmat.

Les tentatives pour remplacer complètement le cœur humain par un appareil prothétique ont commencé il y a des décennies (voir RCR pour le cœur artificiel). Il est extrêmement difficile de créer un appareil capable de résister aux conditions difficiles du système circulatoire du corps et de pomper de manière fiable 35 millions de fois par an, comme le fait le cœur. D'autres complications, telles que les accidents vasculaires cérébraux causés par des caillots sanguins dans les implants cardiaques artificiels, ont également causé des revers. Pour ces raisons, les cœurs entièrement artificiels servent généralement de mesure temporaire ou de passerelle vers la transplantation, bien que la FDA ait a récemment obtenu une dérogation pour usage humanitaire pour l'un des cœurs artificiels de SynCardia pour les patients actuellement non éligibles pour un cœur de donneur.

Mais le grand besoin d'un traitement salvateur chez les patients souffrant d'insuffisance cardiaque a poussé les chercheurs, tant dans les universités que dans l'industrie privée, à essayer de construire un meilleur cœur artificiel. Aux États-Unis, environ 5,7 millions de personnes souffrent d'insuffisance cardiaque à un moment donné, selon les Centers for Disease Control and Prevention . Chez ces patients, les capacités de pompage du cœur sont devenues si faibles qu'il ne peut pas fournir suffisamment d'oxygène et de nutriments au corps. Parfois, l'échec est limité à un côté du cœur et peut être traité avec un implant qui augmente le débit mais ne remplace pas entièrement le cœur. Mais dans les cas où les deux côtés du cœur sont défaillants, un patient aura besoin d'une transplantation cardiaque. Et avec la demande de transplantations cardiaques dépassant de loin les dons, les patients peuvent attendre des années pour un cœur de donneur, tandis que d'autres peuvent être totalement inéligibles en raison d'autres problèmes de santé.

Un cœur artificiel peut fournir un pont salvateur pendant qu'un patient attend une greffe. Les chirurgiens ont implanté un cœur artificiel SynCardia chez plus de 1 000 patients. L'air est pompé du système de contrôle externe (qui a récemment évolué d'un grand pilote de 418 livres à un conducteur portable de 13,5 livres ) à travers des tubes qui se connectent à travers la peau dans l'appareil. Des bouffées d'air dilatent deux petits ballons à l'intérieur de chaque chambre du cœur artificiel, ce qui pousse le sang hors de la prothèse.

Dans la conception de Carmat, deux chambres sont chacune divisées par une membrane qui retient le fluide hydraulique d'un côté. Une pompe motorisée déplace le fluide hydraulique dans et hors des chambres, et ce fluide fait bouger la membrane ; le sang circule de l'autre côté de chaque membrane. Le côté de la membrane faisant face au sang est constitué de tissu obtenu à partir d'un sac qui entoure le cœur d'une vache, pour rendre le dispositif plus biocompatible. L'idée était de développer un cœur artificiel dans lequel les parties mobiles qui sont en contact avec le sang sont constituées de tissus [mieux adaptés] à l'environnement biologique, explique Piet Jansen, médecin-chef de Carmat.

Cela pourrait rendre les patients moins dépendants des médicaments anticoagulants. L'appareil Carmat utilise également des valves fabriquées à partir de tissu cardiaque de vache et possède des capteurs pour détecter une pression accrue à l'intérieur de l'appareil. Ces informations sont envoyées à un système de contrôle interne qui peut ajuster le débit en réponse à une demande accrue, par exemple lorsqu'un patient fait de l'exercice.

Le système a été développé grâce à la collaboration entre European Aerospace and Defense Systems et Alain Carpentier, un chirurgien cardiaque qui a été le pionnier de la réparation des valves cardiaques.

C'est un appareil brillant; Je m'inquiète juste de la taille et de la durabilité mécanique, dit Guillaume Cohn , chirurgien cardiaque au Texas Heart Institute de Houston. Chargés de pomper 100 000 fois ou plus par jour, la plupart des cœurs artificiels ne durent pas plus de quelques années, explique Cohn. Un dispositif qui dure deux à trois ans est, au mieux, un pis-aller pour la transplantation.

L'appareil de Carmat n'est que l'un des nombreux cœurs artificiels en cours de développement à travers le monde. Cohn et ses collègues ont testé un autre type de cœur artificiel qui ne génère pas de battement cardiaque, mais qui pompe en permanence le sang à travers le corps. L'espoir est qu'un cœur à flux continu, bien que très différent de l'organe naturel, évitera le risque de défaillance mécanique qui pèse sur les cœurs artificiels à flux pulsé.

Récemment, le Institut de cardiologie du Texas a recruté l'ingénieur australien Daniel Timms pour apporter son nouveau cœur artificiel à flux continu à Houston. L'appareil est petit, n'a pas d'impulsion et a une seule pièce mobile : un rotor à lévitation magnétique qui arbore deux hélices, l'une qui pousse le sang du corps dans les poumons pour être réoxygéné, et l'autre pour pousser le riche en oxygène sang dans le corps. La simplicité de la conception, qui, selon Cohn, devrait résister à l'usure mécanique, contraste avec le cœur artificiel complexe de Carmat, qui contient de nombreuses pièces mobiles. Mais le système de Timms est dans des années avant d'être testé sur des patients et sera d'abord testé sur des veaux.

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