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«Robot souple» conçu pour pomper les coeurs défaillants
Une équipe de chercheurs a conçu un manchon robotique capable d'imiter artificiellement les muscles du c?ur. Cette nouvelle technologie pourrait sauver la vie des personnes souffrant d'insuffisance cardiaque en attente d'une transplantation.
Les robots souples pourraient révolutionner la médecine cardiaque.
Chaque année, plus de 2 000 personnes aux États-Unis reçoivent une transplantation cardiaque et 5,7 millions d’expérience de l’insuffisance cardiaque est une expérience stupéfiante.
L'insuffisance cardiaque survient lorsque l'un des ventricules du c?ur ne peut plus remplir son devoir de pomper le sang dans l'organisme.
La liste d'attente pour les transplantations cardiaques est longue et de nombreuses personnes meurent avant qu'un donneur soit trouvé. La conception de moyens permettant de prolonger la vie des patients dans l'attente d'un nouvel organe est donc une priorité.
Actuellement, les dispositifs d'assistance ventriculaire (DAV) peuvent être utilisés pour améliorer la santé des patients atteints d'insuffisance cardiaque terminale en attente d'une transplantation. Cependant, ils ne sont pas idéaux.
Les DAV travaillent en pompant le sang du c?ur et en le poussant autour du corps. Pour fonctionner, le sang doit quitter les vaisseaux sanguins et traverser les tubes et les rotors.
En raison de ce contact avec des corps étrangers, le patient doit prendre des anticoagulants. Ces médicaments peuvent faire des DCV une solution viable, mais ils augmentent également le risque d'AVC de 20%.
Outre les VAD, les manchons cardiaques sont une autre option. ils s'assoient autour du c?ur et le pressent pour reproduire les contractions musculaires. Ces interventions de compression cardiaque sont également loin d'être parfaites et, jusqu'à récemment, elles étaient pratiquement abandonnées.
Une nouvelle ère de robots
Le Dr Frank Pigula - du Norton Children's Hospital à Louisville, au Kentucky, mais qui a participé à la recherche au Boston Children's Hospital au Massachusetts - explique que: «Le champ cardiaque avait abandonné l’idée de développer une compression cardiaque au lieu de DAV en raison de limitations technologiques, mais maintenant, avec les progrès de la robotique douce, il est temps de revenir en arrière. "
Cette semaine, une nouvelle preuve de concept - publiée dans la revue Médecine translationnelle des sciences - rouvre les portes des appareils de compression cardiaque. Une équipe d'ingénieurs biomédicaux et de cliniciens de Harvard à Cambridge, au Massachusetts, et du Boston Children's Hospital ont conçu et testé un manchon robotisé qui tord et comprime le c?ur de la même manière que le feraient les ventricules en bonne santé.
Bien que l'image classique d'un robot soit une structure solide capable de résister à la guerre interstellaire, les robots de la recherche médicale moderne sont à l'opposé. Fabriqués à partir d’élastomères, de fibres et d’autres matériaux de remplissage, une nouvelle vague de «robots souples» peut interagir de manière intime et délicate avec l’anatomie humaine.
Fabriquée exclusivement à partir de matériaux biocompatibles non rigides, cette gaine cardiaque révolutionnaire se situe à l'extérieur du c?ur, éliminant le besoin d'anticoagulants tout en minimisant les risques d'infection. Il utilise des "muscles de l'air" pneumatiques, appelés actionneurs.
Selon le Dr Nikolay Vasilyev, co-auteur de l'article actuel: "Les actionneurs robotiques souples sont essentiellement des muscles artificiels". Le manchon en silicium mince est attaché à une pompe externe qui utilise l'air pour alimenter les actionneurs.
Une section de la manche se tord et l'autre serre, imitant les deux ventricules du c?ur. Les manches cardiaques antérieures étaient limitées en ce sens qu'elles ne pouvaient que se serrer.
Potentiel de sauvetage du robot logiciel
Le premier auteur de l'étude, Ellen Roche, Ph.D. - qui est maintenant basé à la National University of Ireland Galway - dit que: "Nous pouvons contrôler indépendamment des portions de l'appareil et ajuster l'aide aux besoins du patient." Donc, si un côté du c?ur d'un patient est plus faible, il peut être modifié en conséquence.
Elle poursuit: "Je suis optimiste sur le fait que le manchon robotique pourrait être utilisé pour une réadaptation cardiaque à court terme en plus d'un traitement à long terme."
Les équipes ont récemment publié leurs études sur les porcs, dans lesquelles ils ont provoqué un arrêt cardiaque chez les animaux, puis ont implanté le dispositif robotique. Ils ont pu démontrer la capacité du manchon à restaurer le c?ur à 97% de son débit cardiaque d'origine.
"Ce travail représente un résultat de preuve de concept intéressant pour ce robot logiciel, démontrant qu’il peut interagir en toute sécurité avec les tissus mous et mener à des améliorations de la fonction cardiaque."
Co-responsable de l'étude Conor Walsh, Wyss Institute, Massachusetts
À mesure que l’appareil est perfectionné, il existe une réelle possibilité de sauver des vies. La plupart des patients souffrant d'insuffisance cardiaque conservent un certain degré de fonction cardiaque et le manchon a le potentiel de redonner une qualité de vie à ces personnes. Enfin, l’insuffisance cardiaque touchant 41 millions de personnes dans le monde, son impact pourrait être considérable.
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