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20.06.16 - Des chercheurs de l’EPFL ont imaginé un système d’assistance cardiaque inédit sous la forme de petits anneaux placés sur l’aorte. Moins invasive que les dispositifs traditionnels, la prothèse n’entre pas en contact direct avec le sang, évitant ainsi les problèmes d’hémolyse et la nécessité de transfusions régulières.

Après certaines maladies ou dans l’attente d’une greffe, le cœur peut marquer des signes de faiblesse. Pour aider l’organe fatigué dans sa tâche de pompage, des chercheurs du Laboratoire d’actionneurs intégrés (LAI) de l’EPFL ont imaginé un nouveau système original. Le dispositif se compose d’une série de trois minuscules anneaux, conçus dans un matériau aux propriétés électriques particulières. Appelé Dielectric Electro Active polymer (DEAP), celui-ci se dilate lorsqu’un courant lui est appliqué et se contracte lorsqu’il est relâché. Ces réactions étant immédiates, elles offrent ainsi un mouvement de va-et-vient qu’il est possible de contrôler en temps réel.

L’idée des chercheurs est de placer ces anneaux autour de l’aorte, l’artère principale de l’organisme, à l’endroit même où elle sort du ventricule gauche. Chacun est muni de deux électrodes qui, lorsqu’on enclenche le champ électrique, s’attirent par force électrostatique. «En se rapprochant, ces électrodes écrasent le polymère, explique Jonathan Chavanne, doctorant au LAI. Comme ce matériel est incompressible, son volume reste constant. C’est donc sa surface qui augmente, stockant ainsi l’énergie transmise sous forme élastique.»

L’impulsion électrique est fournie à la prothèse par un système à induction magnétique. Chacun des trois anneaux se contracte successivement, engendrant ainsi un mouvement ressemblant un peu à celui du déplacement du ver de terre. Ce type de contractions en chaîne, appelé péristaltisme, génère une onde qui pousse le liquide à l’intérieur de l’artère. C’est cette double action du système, à la fois verticale et horizontale, qui assure le pompage et le transport du sang et soulage l’organe cardiaque.

Ménager les globules

«Cette méthode ne nécessite pas d’intervention à l’intérieur du cœur, relève Yves Perriard, directeur du LAI. Elle est donc nettement moins invasive que les autres systèmes d’assistance cardiaque, qui consistent à implanter des valves ou des hélices au sein même du ventricule.»

Et d’ajouter qu’en évitant tout contact direct avec le sang, cette nouvelle solution écarte également le risque d’une trop grande hémolyse, c’est-à-dire d’une destruction trop importante des globules rouges, aboutissant dans de nombreux cas à la nécessité de transfusions régulières. Enfin, grâce au système d’alimentation par induction magnétique, le procédé fonctionne sans fils ni câblage entre l’intérieur et l’extérieur du corps. 

Actuellement au stade du prototype, l’invention a encore plusieurs étapes à passer avant de devenir réalité. Les chercheurs comptent développer les performances du dispositif, avant de le tester sur un liquide présentant des propriétés fluidiques similaires à celles du sang, comme la glycérine. Des contacts ont également été pris avec l’INSEL Spital, à Berne, où des essais cliniques pourront ensuite être menés.

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