Ce cœur biorobotique bat comme celui réel et peut sauver des vies humaines

Credit: Device

Des chercheurs américains ont mis au point un révolutionnaire cœur biorobotique qui se contracte et bat comme un vrai. Il est basé sur le tissu cardiaque de porc et une pompe en silicone. Voici à quoi il sert et pourquoi il peut sauver des vies humaines.

Crédit : Device

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Les chercheurs ont mis au point un révolutionnaire cœur biorobotique qui bat et pompe du sang exactement comme un vrai. Il est basé sur un cœur de porc dont le tissu musculaire est remplacé par une pompe robotique en silicone, capable de contracter les fibres synthétiques comme le tissu biologique. Celui créé par les scientifiques n’est pas un substitut pour un cœur malade, c’est-à-dire qu’il ne s’agit pas d’un cœur bioartificiel utilisé pour réduire les listes d’attente pour les greffes cardiaques. Techniquement, il s’agit d’un simulateur avancé qui permet aux médecins, aux étudiants et aux scientifiques d’étudier le fonctionnement de l’organe en présence de dommages spécifiques et de tester des interventions et des technologies pour les résoudre. Dans le cas de ce cœur biorobotique, les chercheurs se sont concentrés sur une affection qui touche des dizaines de millions de personnes dans le monde, la régurgitation mitrale, une pathologie caractérisée par la fermeture incorrecte de la valve mitrale.

Crédit : Manisha Singh

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Un groupe de recherche américain dirigé par des scientifiques du Massachusetts Institute of Technology (MIT), qui ont collaboré étroitement avec leurs collègues du Centre de Recherche Cardiovasculaire du Massachusetts General Hospital, a mis au point cet organe bioartificiel. Les chercheurs, coordonnés par la professeure Ellen T. Roche, enseignante à l’Institute for Medical Engineering and Science, ont développé un simulateur de cœur battant hautement fidèle pour développer et tester des interventions de réparation ou de remplacement de la valve mitrale, celle qui relie l’atrium gauche au ventricule gauche.

Comme indiqué, cet appareil combine tissu biologique – le cœur d’un porc privé de tissu musculaire – et des composants artificiels, plus précisément une pompe robotique en silicone (souple) qui est actionnée par air. Lorsque le cœur biorobotique est activé, il se contracte et bat exactement comme un vrai cœur ; cela permet d’étudier son fonctionnement dans des conditions normales et en présence de dommages. Ce simulateur en particulier a été mis au point pour imiter les conditions de la valve mitrale saine et malade en présence de régurgitation mitrale. Dans cette pathologie, la valve ne se referme pas correctement et le sang peut s’écouler dans la mauvaise direction ; cette condition peut entraîner un « essoufflement, un gonflement des membres et une insuffisance cardiaque », expliquent les auteurs de l’étude dans un communiqué de presse.

Crédit : Device

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Puisque l’intervention sur la valve mitrale est extrêmement complexe, les chercheurs ont mis au point ce simulateur pour tester différentes techniques d’interventions chirurgicales et vérifier les résultats de la correction, en suivant également en temps réel les paramètres hémodynamiques. Cela permet également de réduire la nécessité de réaliser des expériences controversées sur les animaux. La docteure Roche et ses collègues ont endommagé la valve mitrale du simulateur pour imiter la régurgitation mitrale et ont testé trois techniques chirurgicales différentes : l’ancrage des tissus de la valve pour empêcher les fuites ; l’implantation d’un dispositif qui aide la valve à se fermer régulièrement et le remplacement de la valve par une prothèse. Toutes les trois se sont révélées parfaitement réussies, « ramenant à la normale la pression, le flux et la fonction cardiaque ». Les résultats étaient clairement visibles car le simulateur utilise un fluide transparent qui imite le sang, permettant aux médecins de voir exactement le fonctionnement de l’organe biorobotique.

Crédit : Device / MIT

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« C’était vraiment intéressant pour les chirurgiens d’observer chaque étape. Lorsque vous travaillez avec les patients, vous ne pouvez pas visualiser le processus car il y a du sang dans le cœur », a déclaré la docteure Roche. « Notre cœur biorobotique peut contribuer à améliorer le cycle de conception des dispositifs, permettre des itérations rapides, obtenir l’approbation des organismes de réglementation et les mettre rapidement sur le marché. L’accélération et l’amélioration de ces processus finiront par profiter aux patients », a ajouté la scientifique. L’objectif de l’équipe est de développer une réplique du cœur humain imprimée en 3D en contournant le besoin d’utiliser des organes animaux. Les détails de la recherche « Biorobotic hybrid heart as a benchtop cardiac mitral valve simulator » ont été publiés dans le journal scientifique Device.