Des scientifiques ont créé un cœur robotique vivant : il bat comme un vrai cœur
Pouvez-vous imaginer un cœur à moitié humain ? Une équipe de scientifiques a réussi à en faire une réalité. Mais quel est son but et quelle est sa fonction ? Découvrons-le ensemble.
Le cœur biorobotique bat comme le cœur humain : à quoi sert-il ?
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Un groupe de chercheurs a réussi à créer un cœur biobotique en combinant un cœur biologique et une pompe robotique en silicone. Tout cela a des allures futuristes et pourrait peut-être susciter des craintes, mais les progrès énormes dans ce domaine nous conduiront à des réalités de plus en plus incroyables. Le cœur en question a la capacité de battre comme s'il était réel : l'équipe a porté son attention sur une valve cardiaque située du côté gauche du cœur, présentant sa simulation dans une étude publiée.
Le simulateur en question est capable de reproduire à la fois la structure et le fonctionnement d'un cœur sain ou affaibli, imitant ses mouvements. Ellen Roche, ingénieure biomédicale au Massachusetts Institute of Technology et auteure principale de l'étude, a déclaré : « Le simulateur a un énorme avantage en tant qu'outil de recherche pour ceux qui étudient différentes conditions et interventions sur les valves cardiaques. Il peut servir de plateforme de formation chirurgicale pour les médecins, les étudiants en médecine et les apprentis, permettre aux ingénieurs de dispositifs d'étudier leurs nouveaux projets et même aider les patients à mieux comprendre leur maladie et les traitements potentiels. »
Cœur biorobotique, longue conservation et étude de la régurgitation mitrale
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Un outil qui permet de perfectionner les interventions de chirurgie cardiaque, offrant ainsi la possibilité d'étudier plus en profondeur notre cœur et de trouver de nouvelles solutions pour les approches thérapeutiques. En règle générale, lors de la mise au point de nouvelles méthodes d'intervention, celles-ci sont longuement testées au moyen de nombreuses simulations et expériences sur des animaux de laboratoire. Cependant, les simulateurs cardiaques disponibles jusqu'à présent présentent plusieurs limitations, à commencer par la durée de conservation, qui n'est que de deux à quatre heures. De plus, les applications en laboratoire nécessitent des délais très longs, sont coûteuses et les approches qui se révèlent réussies sur les animaux ne sont pas toujours aussi adaptées pour les êtres humains.
Avec le cœur biorobotique, ces obstacles sont dépassés: sa durée de vie est en effet de plusieurs mois, et non de quelques heures comme les solutions développées précédemment, ce qui amortit considérablement les coûts et garantit des périodes d'expérimentation plus longues. Les scientifiques se sont penchés sur un trouble en particulier : il s'agit de la régurgitation mitrale, une condition où la valve située entre les cavités cardiaques de gauche ne se ferme pas correctement. La conséquence est que, pendant la contraction ventriculaire, le sang reflue en arrière, comme dans un reflux, à travers la valve mitrale. Ce problème concerne environ 24 millions de personnes dans le monde et peut entraîner des conséquences très graves, telles que des gonflements des bras ou des jambes, un essoufflement et une insuffisance cardiaque.
La valve mitrale présente une structure très complexe, rendant les interventions chirurgicales extrêmement délicates et difficiles. C'est pourquoi la recherche de nouvelles méthodes d'intervention est nécessaire.
Nouvelles procédures chirurgicales grâce au simulateur biorobotique : prochaines étapes
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Pour créer le cœur biorobotique destiné à étudier la valve mitrale dans des conditions saines et altérées, l'équipe de scientifiques a utilisé le cœur d'un porc, dont la valve est souvent utilisée pour remplacer celle humaine endommagée. Le côté gauche de l'organe a été remplacé par un système de pompe robotique en silicone actionnée par de l'air. Lorsqu'il est gonflé, la pompe comprime le cœur en reproduisant les mouvements naturels du muscle cardiaque, tandis que le sang artificiel est pompé à travers un système de circulation construit. En d'autres termes, les battements du cœur humain sont parfaitement reproduits de manière artificielle, et à ce stade, il a été possible de passer à la phase suivante : l'étude de la valvule mitrale à l'état pathologique.
Après avoir endommagé la partie concernée, le cœur biorobotique s'est comporté comme n'importe quel cœur présentant un problème de valve mitrale. À ce stade, les scientifiques ont invité des chirurgiens cardiaques à intervenir sur la lésion en utilisant trois méthodes différentes : refermer le tissu de la valve en utilisant des cordes artificielles, transplanter une valve prothétique de remplacement et utiliser un dispositif pour aider à la fermeture de la valve. Dans les trois cas, les approches se sont révélées efficaces, rétablissant le bon fonctionnement cardiaque. Cela a également permis aux scientifiques d'obtenir des données en temps réel pendant les opérations chirurgicales. Le sang artificiel est transparent et permet de surveiller chaque étape de la procédure, ce qui n'est pas possible dans le corps humain.
La prochaine étape consiste à améliorer davantage le simulateur biorobotique en étendant davantage la durée de conservation, en réduisant les temps de production et en utilisant l'impression 3D pour reproduire un cœur humain synthétique, renonçant à celui du porc. Que pensez-vous de cette nouvelle avancée scientifique ?
