Saint-Valentin jilté peut dire qu'il n'y a pas de remède pour un cœur brisé. Mais une aide est prévue pour ceux qui ont le cœur brisé, grâce à un ensemble de technologies innovantes qui pourraient un jour profiter aux millions de personnes souffrant d’insuffisance cardiaque.
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Le cœur utilise quatre chambres pour pomper le sang dans tout le corps: une oreillette et un ventricule de chaque côté. Une fois que le sang s'est enrichi en oxygène dans les poumons, il est envoyé dans l'oreillette gauche et à travers le ventricule gauche pour pouvoir être pompé dans tout le corps. Le sang appauvri en oxygène retourne dans l'oreillette droite du cœur, puis dans le ventricule droit et est pompé dans les poumons.
La plupart des patients transplantés cardiaques ont été hospitalisés à plusieurs reprises pour une insuffisance cardiaque grave, car l'un ou les deux côtés de leur cœur ne fonctionnent pas correctement. Cela est généralement causé par des dommages aux muscles cardiaques ou aux valves des chambres, une maladie coronarienne, des troubles héréditaires ou des infections virales.
Machines à coeur "portables"
Le cœur artificiel Jarvik-7 était en polyuréthane et chaque chambre avait la taille d’un poing. (Bettmann / CORBIS) Aux États-Unis, seuls 2 000 à 2 500 coeurs de donneurs deviennent disponibles chaque année, ce qui signifie que des milliers de patients gravement malades doivent attendre des mois voire des années pour une greffe, s'ils parviennent à survivre aussi longtemps. Le cœur artificiel total SynCardia, héritier de la technologie utilisée dans les fameux dispositifs Jarvik des années 1980, est de loin le cœur artificiel le plus utilisé, avec plus de 1 350 implants qui ont été approuvés depuis son utilisation. Il agit comme un pont essentiel, permettant aux patients souffrant d’insuffisance cardiaque au stade biventriculaire de survivre jusqu’à ce qu’une greffe humaine soit disponible.
Jusqu'à récemment, cependant, de nombreuses personnes utilisant le dispositif SynCardia étaient confinées à l'hôpital, car les moteurs et les composants électroniques du cœur sont logés à l'extérieur du corps dans un dispositif de commande lourd et lourd. Le conducteur se connecte au cœur artificiel à l'aide de deux tubes et crée une pulsation cardiaque artificielle en remplissant des «ballons» à l'intérieur des ventricules artificiels de l'appareil. Cela pousse le sang dans le système circulatoire à un rythme de 2, 5 gallons par minute. Le système simplifie les pièces mobiles à l'intérieur du cœur artificiel lui-même, ce qui explique en partie son taux d'échec extrêmement faible, inférieur à 1%.
Mais la qualité de vie réduite des patients coincés dans une chambre d'hôpital peut avoir des conséquences néfastes. Ainsi, après quatre ans d’essais, la FDA a approuvé le pilote portable Freedom en juillet 2014. Utilisé en Europe depuis 2010, ce dispositif permet aux patients de remplacer les chauffeurs d’hôpital de la taille d’un lave-vaisselle par un appareil plus petit qui ne pèse que 13, 5 livres. Il peut être transporté dans un sac à dos ou dans un chariot ou une marchette. L'unité fonctionne avec des batteries au lithium-ion et peut être rechargée en la branchant sur une prise murale standard ou un chargeur de voiture, permettant ainsi aux patients de rentrer chez eux et de mener une vie relativement normale en attendant une greffe.
Dans quelle mesure l'appareil peut-il aider un receveur de cœur artificiel? Prenons le cas de Randy Shepherd: à l'adolescence, son cœur avait été endommagé par le rhumatisme articulaire aigu et ses deux ventricules ne pouvaient plus pomper suffisamment de sang pour le maintenir en vie. Shepherd a reçu un cœur SynCardia en juin 2013. Moins d'un an plus tard, Shepherd a utilisé son unité Freedom pour parcourir une distance de 4, 2 km en tant que concurrent à Pat's Run, près de Phoenix, en Arizona.
«Même si je ne ressens pas forcément d'inspiration, je pense qu'il est important de montrer aux gens ce qu'il est possible de faire, que la vie ne se termine pas avec un mauvais diagnostic médical», a-t-il écrit peu après l'événement dans un Reddit Ask Me Anything. Shepherd, connu sous le nom de "Tin Man", a reçu une greffe du coeur d'un donneur en octobre 2014 après 15 mois passés avec son cœur artificiel. Il spécule que l'activité physique dont il a pu profiter avec l'unité Freedom pourrait même avoir augmenté ses chances de une récupération réussie.
Partie machine, partie vache
Un coeur artificiel CARMAT. (TAPIS DE VOITURE) Pour la plupart des patients, un cœur SynCardia est censé être un palliatif jusqu'à ce que la chaleur du donneur soit disponible. L’objectif le plus ambitieux est de concevoir une solution permanente.
En France, les chercheurs utilisent un mélange de composants artificiels et biologiques pour faire exactement cela. Le cœur artificiel CARMAT est constitué de deux chambres divisées en deux par une membrane. Un côté abrite un système de pompage de moteurs et de fluides, qui déplace la membrane pour forcer le sang de l'autre côté dans le système circulatoire. Des capteurs et des commandes microélectroniques surveillent la pression et ajustent les débits en fonction de l'activité du patient, permettant ainsi à la fréquence cardiaque de s'adapter à l'exercice, par exemple.
La surface de la membrane faisant face au système de pompage est en polyuréthane, tandis que la face opposée en contact avec le sang humain est constituée de tissus provenant de cœurs de vache. Les valves artificielles du cœur sont également faites de tissu de vache et les concepteurs espèrent que ces matériaux biologiques stérilisés chimiquement permettront de résoudre les problèmes qui ont affecté les cœurs artificiels. Par exemple, l'incompatibilité du corps avec les matériaux synthétiques peut détruire les globules rouges ou déclencher la coagulation.
Le premier receveur du cœur CARMAT, un homme de 76 ans en phase terminale, a reçu l'implant en décembre 2013 et est décédé en mars de l'année suivante. Le deuxième patient équipé du dispositif a quitté l'hôpital universitaire de Nantes le 19 janvier, armé d'une batterie externe portable et légère. L’homme a reçu le cœur l’été dernier dans le cadre d’un essai clinique.
«Notre plus grande récompense a été la joie du patient de retrouver un niveau d'activité impensable il y a quelques mois grâce à la bioprothèse, mais surtout de pouvoir vivre une vraie vie à la maison avec sa famille et ses amis», chef de CARMAT Le directeur exécutif Marcello Conviti a déclaré dans un communiqué de presse.
Vivre sans battement de coeur
Outre les risques liés au rejet biologique, un gros problème pour les concepteurs de cœur artificiel a été de faire correspondre l'incroyable durabilité du design de Mère Nature. Un cœur humain en bonne santé doit pomper environ 35 millions de fois par an, une charge de travail incroyable que les ingénieurs ont du mal à supporter avec n'importe quel appareil.
Des chercheurs du Texas Heart Institute s’attaquent à ce problème en créant un cœur qui ne bat pas du tout, mais qui procure un flux de sang continu. Leur concept de cœur artificiel total BiVACOR a déjà fait ses preuves. Lorsque les deux côtés d'un cœur échouent, une greffe devient nécessaire. Mais si un seul côté ne pompe pas correctement, le cœur peut être traité avec des implants améliorant l'écoulement. Les dispositifs d'assistance ventriculaire gauche (LVAD) sont des implants à flux continu qui renforcent les cœurs malades grâce à une turbine en rotation qui fait circuler le sang dans le corps - prenant parfois en charge la quasi-totalité du flux de pompage du cœur humain. Plus de 20 000 personnes portent actuellement ces aides cardiaques semblables à des turbines.
Cherchant à étendre cette technologie au remplacement du cœur complet, les chercheurs ont conçu un appareil avec une seule pièce mobile: un rotor à deux pales qui tourne dans une petite chambre en titane. Une lame plus petite force le sang à travers la chambre droite vers les poumons, tandis qu'une plus grande lame le fait sortir de la chambre gauche vers le système circulatoire et à travers le corps. Le rotor est suspendu par des champs magnétiques, ce qui réduit encore l'usure en éliminant les frottements. La technologie MAGLEV contrôle la rotation des pales en fonction du niveau d'activité de l'utilisateur.
Le cœur BiVACOR est l’une des rares options suffisamment petites pour être implantée chez un enfant, une avancée essentielle par rapport aux autres efforts artificiels qui peuvent être trop volumineux, même pour les adultes de petite taille. Comme toutes les technologies de cœur artificiel à ce jour, le système présente des inconvénients potentiels. Le remplacement du pompage naturel par une hélice soumet le sang à un peu de mousse susceptible de provoquer une hémorragie interne, des accidents vasculaires cérébraux ou d'autres complications. Mais le concept a au moins une première réussite.
Une version antérieure de BiVACOR avait été implantée chez un patient en phase terminale, Craig Lewis, à la Texas Heart Institute en mars 2011. Lewis avait vécu six semaines avant de mourir d'une insuffisance hépatique et rénale liée à sa maladie cardiaque, qui était si grave qu'aucune le traitement aurait prolongé la durée de vie. Mais il a prouvé qu'il était possible de survivre plus longtemps que l'on ne le pensait avec le doux bourdonnement d'une hélice dans sa poitrine.
