«robot doux» conçu pour pomper des coeurs défaillants


«robot doux» conçu pour pomper des coeurs défaillants

Une équipe de chercheurs a conçu un manchon robotique capable d'imiter artificiellement les muscles du cœur. Cette nouvelle technologie pourrait être un sauveteur pour les personnes souffrant d'insuffisance cardiaque en attente de transplantation.

Les robots doux pourraient révolutionner la médecine cardiaque.

Chaque année, plus de 2 000 personnes aux États-Unis reçoivent une transplantation cardiaque et un échec cardiaque de 5,7 millions d'années.

Une insuffisance cardiaque survient lorsque l'un des ventricules du cœur ne peut plus remplir son devoir de pompage du sang autour du corps.

La liste d'attente pour les transplantations cardiaques est longue, et beaucoup de personnes meurent avant qu'un donneur ne soit trouvé. Concevoir des moyens d'étendre les vies alors que les patients attendent un nouvel organe est donc une priorité.

Actuellement, les dispositifs d'assistance ventriculaire (VAD) peuvent être utilisés pour améliorer la santé des patients souffrant d'insuffisance cardiaque en phase finale en attente d'une transplantation. Cependant, ils ne sont pas idéaux.

Les VAD travaillent en pompant du sang du cœur et en le poussant autour du corps. Pour travailler, le sang doit laisser les limites des vaisseaux sanguins et traverser les tubes et les rotors.

En raison de ce contact avec du matériel étranger, le patient doit prendre des anticoagulants. Ces médicaments peuvent rendre les VADs une solution viable, mais ils augmentent également le risque d'AVC de 20 pour cent.

Outre les VAD, les manchons cardiaques sont une autre option; Ils s'assoient autour du cœur et le pressent afin de reproduire les contractions musculaires. Ces interventions de compression cardiaque sont également loin d'être parfaites et, jusqu'à récemment, ont été presque abandonnées.

Un nouvel âge de robots

Le Dr Frank Pigula - du Norton Children's Hospital à Louisville, KY, mais qui a participé à la recherche à Boston Children's Hospital au Massachusetts - explique que: «Le champ cardiaque s'est détourné de l'idée de développer une compression cardiaque au lieu des VAD de pompage sanguin En raison des limitations technologiques. Mais maintenant, avec des progrès dans la robotique souple, il est temps de revenir en arrière.

Cette semaine, une nouvelle preuve de concept - publiée dans le journal Science Translational Medicine - rouvre les portes aux dispositifs de compression cardiaque. Une équipe d'ingénieurs et de cliniciens biomédicaux de Harvard à Cambridge, MA et Boston Children's Hospital a conçu et testé une manche robotique qui se tord et comprime le cœur de la même manière que les ventricules sains.

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 les polaires opposés. Fabriqué à partir d'élastomères, de fibres et d'autres matériaux de remplissage, une nouvelle vague de soi-disant robots souples peut interagir intimement et délicatement avec l'anatomie humaine.

Fabriqué exclusivement à partir de matériaux non rigides et biocompatibles, ce manchon cardiaque révolutionnaire se trouve à l'extérieur du cœur, 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 du document actuel: "Les actionneurs robotiques souples sont essentiellement des muscles artificiels". Le manchon en silicone mince est attaché à une pompe externe qui utilise de l'air pour alimenter les actionneurs.

Une partie de la manche se tord et l'autre se serre, imitant les deux ventricules du cœur. Les manchons cardiaques antérieurs étaient limités dans la mesure où ils ne pouvaient que presser.

Le potentiel de sauvetage du robot souple

Le premier auteur de l'étude, Ellen Roche, Ph.D. - qui est maintenant basé à l'Université nationale d'Irlande Galway - dit que: "Nous pouvons contrôler indépendamment certaines parties de l'appareil et ajuster l'assistance aux besoins d'un patient". Donc, si un côté du cœur d'un patient est plus faible, il peut être modifié en conséquence.

Elle poursuit: «Je suis optimiste, le manchon robotique souple pourrait être utilisé pour la réhabilitation cardiaque à court terme en plus de la thérapie 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 de la manche à restaurer le cœur à 97 pour cent de son débit cardiaque d'origine.

Ce travail représente un résultat excitant de preuve de concept pour ce robot doux, démontrant qu'il peut interagir en toute sécurité avec les tissus mous et conduire à des améliorations de la fonction cardiaque.

Co-dirigeant d'étude Conor Walsh, Institut Wyss, Massachusetts

À mesure que l'appareil est raffiné, il existe une réelle opportunité de sauver des vies. La plupart des patients atteints d'insuffisance cardiaque conservent un certain degré de fonction dans leur cœur, et la manche a le potentiel de rétablir la qualité de vie de ces personnes. Enfin, parce que l'insuffisance cardiaque touche 41 millions de personnes à l'échelle mondiale, son impact pourrait être de grande envergure.

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Section Des Questions Sur La Médecine: Pratique médicale