Des chercheurs ont réussi à développer un pacemaker d’une taille minuscule, plus petit qu’un grain de riz. Grâce à un système d’injection non invasif, ce dispositif novateur pourrait se révéler vital pour le traitement de problèmes cardiaques chez les nouveau-nés, marquant une avancée significative en matière de soins pédiatriques.
Des ingénieurs de la Northwestern University ont créé un pacemaker incroyablement petit, même plus petit qu’un grain de riz. Ce pacemaker peut être injecté dans le corps à l’aide d’une seringue, en combinaison avec un dispositif doux, flexible et sans fil placé sur le thorax pour contrôler le rythme cardiaque. Une solution potentiellement salvatrice pour de nombreux nouveau-nés.
Pacemaker de la taille d’un grain
La technologie progresse, apportant d’importants bénéfices à la santé humaine. Une innovation notable est un pacemaker plus petit qu’un grain de riz, conçu pour aider les cœurs les plus fragiles.
Les chercheurs de la Northwestern University ont développé avec succès un pacemaker qui tient dans l’extrémité d’une seringue et peut être inséré de façon non invasive dans le cœur de nouveau-nés souffrant de malformations cardiaques, selon une étude publiée dans Nature.
Le pacemaker fonctionne avec un appareil externe flexible, qui surveille le cœur et émets un faisceau lumineux au thorax pour signaler un problème de rythme cardiaque, déclenchant ainsi le pacemaker. Ce nouvel appareil biodégradable pourrait potentiellement sauver de nombreuses vies à l’avenir.
Une avancée majeure pour sauver des vies
Selon l’Université de Columbia, le cœur moyen d’un nouveau-né en bonne santé est de la taille d’une noix. En cas de problème cardiaque, il devient difficile pour les médecins d’apporter les soins nécessaires, car les pacemakers traditionnels peuvent être de taille similaire et nécessitent souvent une intervention chirurgicale pour leur implantation.
Lorsque l’appareil portable (à gauche) détecte un rythme cardiaque irrégulier, il émet une lumière pour activer le pacemaker. Ces impulsions courtes – passant à travers la peau, le sternum et les muscles – régulent le rythme cardiaque. (Crédit photo : John A. Rogers/Northwestern University)
Cependant, l’appareil conçu par l’équipe de la Northwestern University va atténuer les risques chirurgicals, étant donné qu’il peut être implanté de manière non invasive et sera biodégradable après un certain temps.
Nous avons développé ce qui est, à notre connaissance, le plus petit pacemaker du monde. Il existe un besoin urgent de pacemakers temporaires après des opérations cardiaques pédiatriques, et ce type d’utilisation nécessite une miniature très précise. En termes de charge sur le corps – plus c’est petit, mieux c’est.
A déclaré John A. Rogers, pionnier de la bioélectronique à Northwestern, qui a dirigé le développement du dispositif, dans un communiqué de presse.
L’équipe de recherche a testé son modèle sur des rongeurs et des donneurs d’organes décédés.
Les résultats de l’étude montrent que le petit dispositif fonctionne avec différents types de cœurs, et pas seulement ceux des enfants, même si l’étude a été initialement axée sur les enfants.
Création d’un pacemaker biodégradable
L’idée de ce dispositif découle d’une recherche antérieure de Rogers et de son collègue Igor Efimov, co-auteur de l’étude et professeur en ingénierie biomédicale et en médecine (cardiologie) à Northwestern.
Dans une étude précédente publiée dans Nature Biotechnology, le duo a travaillé sur un pacemaker temporaire différent qui était également biodégradable. Selon les chercheurs, de nombreuses personnes ont besoin de pacemakers après une chirurgie cardiaque pour aider leur cœur à se rétablir. Ces pacemakers nécessitent souvent des fils connectés au cœur, pouvant entraîner divers problèmes lors de leur retrait, comme des infections, des lésions tissulaires et des caillots sanguins.
Conçu pour une stimulation temporaire, le petit pacemaker se dissout simplement lorsqu’il devient inutile. En se dégradant de manière inoffensive dans le corps, il élimine le besoin d’extraction chirurgicale.
Les fils sortent littéralement du corps, connectés à un pacemaker externe.
Lorsque le pacemaker n’est plus nécessaire, le médecin l’enlève. Les fils peuvent être englués dans du tissu cicatriciel. Lorsque les fils sont tirés, ils peuvent endommager le muscle cardiaque. C’est ainsi que Neil Armstrong est mort. Il avait un pacemaker temporaire après une chirurgie de pontage. Quand les fils ont été retirés, il a subi une hémorragie interne.
A déclaré Efimov dans un communiqué de presse.
Les premiers dispositifs biodégradables du duo ont éliminé le besoin de fils pouvant causer des blessures, rendant les pacemakers plus sûrs et plus efficaces. Pourtant, les médecins se demandaient si leur pacemaker de la taille d’un quart pouvait être encore plus petit, afin de rendre l’implantation moins invasive.
De gauche à droite : un pacemaker traditionnel, un pacemaker sans plomb et le nouveau pacemaker.
Utiliser l’énergie du corps
Afin de produire un pacemaker réduit, l’équipe a dû repenser la source d’énergie du dispositif. Leur dispositif initial utilisait des protocoles de communication en champ proche, semblables à ceux des smartphones pour les paiements, et nécessitait une antenne. Cette antenne ajoutait de l’espace au dispositif.
Pour réduire les dimensions, l’équipe a conçu un système lumineux qui relie le pacemaker et génère les impulsions nécessaires au cœur. Ils ont également utilisé une batterie capable de transformer l’énergie chimique du corps en énergie électrique.
Lorsque le pacemaker est implanté, les biofluides environnants fonctionnent comme un électrolyte, connectant électriquement les deux coussinets métalliques pour former la batterie. Un interruteur miniature activé par la lumière sur le côté opposé de la batterie permet de passer le dispositif de l’état « éteint » à « allumé », en émettant de la lumière à travers le corps du patient à partir d’un adhésif monté sur la peau.
A conclu Rogers.
Ce nouvel appareil pourrait ouvrir la voie à la conception d’autres dispositifs médicaux non invasifs.
Quelles autres avancées technologiques pourrions-nous envisager à l’avenir ?