Dans une étude novatrice, des chercheurs ont dévoilé un cœur biorobotique, une fusion d’éléments biologiques et robotiques, capable de battre comme un cœur humain. Cette création innovante, annoncée le 10 janvier 2024 et détaillée dans le journal Device, marque une avancée significative dans la recherche cardiaque et la formation chirurgicale.
Le cœur, qui combine un cœur biologique avec une pompe robotique en silicone, se concentre spécifiquement sur une valve du côté gauche du cœur. Ce simulateur de valve est conçu pour reproduire la structure, le mouvement et la fonctionnalité d’un cœur sain ou malade. Cette capacité permet aux chirurgiens et aux chercheurs de mener diverses interventions et de recueillir des données en temps réel, offrant un niveau d’étude et de compréhension des maladies cardiaques sans précédent.
Ellen Roche, auteure principale et ingénieure biomédicale de renom au Massachusetts Institute of Technology, a souligné l’immense potentiel du simulateur. “C’est un outil de recherche puissant pour étudier différentes conditions et interventions des valves cardiaques”, a-t-elle noté. En plus d’être une aubaine pour les chercheurs, le simulateur promet d’être une ressource inestimable pour la formation chirurgicale. Il fournit une plate-forme pratique pour les cliniciens, les étudiants en médecine et les stagiaires pour affiner leurs compétences. De plus, il offre aux ingénieurs de dispositifs une occasion unique de tester de nouveaux designs et aide même les patients à mieux comprendre leurs conditions et les traitements potentiels.
Combler le fossé dans la recherche d’interventions cardiaques
Les méthodes traditionnelles de test des nouvelles interventions cardiaques ont longtemps reposé sur des simulateurs de cœur et des études animales. Cependant, ces approches présentent des limites significatives. Les simulateurs de cœur actuels, bien qu’utiles, ne parviennent pas à capturer pleinement la complexité du cœur et ont généralement une durée d’utilisation très courte de deux à quatre heures. Les études sur les animaux, d’autre part, sont non seulement coûteuses et chronophages, mais produisent souvent des résultats qui ne se traduisent pas précisément chez les humains.
Le cœur biorobotique relève ces défis en offrant une alternative plus rentable et durable, avec une durée de conservation s’étendant à plusieurs mois. L’équipe de recherche, se concentrant sur la régurgitation mitrale, une condition affectant environ 24,2 millions de personnes dans le monde, a démontré l’efficacité du cœur biorobotique. Cette condition, caractérisée par une fermeture inappropriée de la valve entre les chambres gauches du cœur, peut entraîner des complications graves, y compris une insuffisance cardiaque. La complexité de la structure de la valve rend les chirurgies de correction hautement complexes, soulignant la nécessité d’une technologie avancée et de techniques chirurgicales précises.
Pour mieux comprendre la valve mitrale en états sains et malades, l’équipe a construit un cœur biorobotique basé sur un cœur de porc. Ils ont remplacé le muscle dans la chambre gauche par un système de pompe robotique doux en silicone, alimenté par
l’air. Ce système imite les mouvements naturels du cœur, se tordant et se contractant pour pomper du sang artificiel à travers un système circulatoire simulé, simulant efficacement le rythme d’un cœur biologique.
Lorsque les chercheurs ont intentionnellement endommagé la valve mitrale dans le cœur biorobotique, elle a présenté des caractéristiques semblables à celles d’une valve cardiaque fuyante. Cette simulation a fourni une occasion unique pour les chirurgiens cardiaques de corriger les dommages en utilisant trois techniques différentes : ancrer le tissu de la valve battante avec des cordes artificielles, remplacer la valve par une prothèse et implanter un dispositif pour aider à la fermeture des feuillets de la valve. Les trois procédures ont réussi à restaurer une pression, un flux et une fonction cardiaque normaux.
De plus, le cœur biorobotique permet de collecter des données en temps réel pendant les procédures chirurgicales. Sa compatibilité avec les technologies d’imagerie actuelles couramment utilisées dans les cliniques renforce encore sa praticité et son utilité dans les milieux médicaux. Ce dispositif innovant est prêt à révolutionner la manière dont les interventions cardiaques sont étudiées et réalisées, offrant un nouvel horizon dans les soins et la recherche cardiaques.