TRA 4030 - TN2 Fonctionnement des coeurs artificiels

Comment fonctionne les cœurs artificiels

Par Kevin Bonsor[pic 1]

Votre cœur est le moteur à l'intérieur de votre corps qui s’assure que tout fonctionne. Essentiellement, le cœur est une pompe musculaire qui maintient l'oxygène et  la circulation du sang à travers les poumons et le corps. En une journée, votre cœur pompe environ 2000 litres de sang. Comme tout moteur, si le cœur n'est pas bien entretenu, il peut se détériorer et pomper moins efficacement, une condition appelée insuffisance cardiaque congestive.

Jusqu'à récemment, la seule option pour beaucoup de patients souffrant d'insuffisance cardiaque congestive sévère ont été des transplantations cardiaques. Cependant, il y a seulement un peu plus de 2.000 transplantations cardiaques réalisées aux États-Unis chaque année, ce qui signifie que des dizaines de milliers de personnes meurent en attente d'un cœur de donneur. Le 2 juillet 2001, les patients d’insuffisance cardiaque congestive ont été donné un nouvel espoir. Les chirurgiens de l'hôpital juif de Louisville, Kentucky, ont effectué la première greffe de cœur artificiel en près de deux décennies. Le cœur de remplacement implantable AbioCor est le premier cœur artificiel totalement autonome et devrait  doubler l'espérance de vie des patients cardiaques

Dans cet article, vous obtiendrez un regard en profondeur sur la façon dont ce nouveau cœur artificiel fonctionne, comment il est implanté dans la poitrine d'un patient et qui pourrait être un candidat pour recevoir l'un de ces cœurs mécaniques. Nous allons également comparer le cœur AbioCor aux cœurs artificiels qui ont échoués dans le passé.

Comment fonctionne les cœurs artificiels

Par Kevin Bonsor

Un cœur à entraînement hydraulique         [pic 2]

Le cœur d’un adulte humain pompe le sang en moyenne de 60 à 100 battements par minute. Si vous avez lu Comment votre cœur fonctionne, alors vous savez que le cœur se contracte en deux étapes:[pic 3]

1. Dans la première étape, les oreillettes droite et gauche se contractent en même temps tout en pompant du sang vers les ventricules droit et gauche.[pic 4][pic 5][pic 6][pic 7][pic 8]
2. Dans la deuxième étape, les ventricules se contractent ensemble pour propulser le sang hors du cœur.[pic 9][pic 10]

Le muscle cardiaque se relâche ensuite avant le prochain battement du cœur. Cela permet au sang de remplir le cœur à nouveau.

Les patients ayant un cœur AbioCor implanté auront les oreillettes qui battent en même temps, mais le cœur artificiel, qui remplace les deux ventricules, ne peut forcer le sang qu`à un ventricule à la fois. Ainsi, il envoie alternativement le sang vers les poumons puis au corps, au lieu des deux en même temps comme un cœur naturel. L'AbioCor est capable de pomper plus de 10 litres par minute, ce qui est suffisant pour les activités quotidiennes.

Comment fonctionne les cœurs artificiels

Par Kevin Bonsor

[pic 11]

L’AbioCor, développé par Abiomed, est un appareil médical très sophistiqué, mais le mécanisme central de l'appareil est la pompe hydraulique qui conduit les fluides hydrauliques d'un côté à l'autre. Pour comprendre comment cela fonctionne, regardons les différentes composantes du système :[pic 12][pic 13][pic 14]

• La pompe hydraulique - L'idée de base de cet appareil est similaire aux pompes hydrauliques utilisés dans l'équipement lourd. Une pression appliquée à un point est transmis à un autre point à l'aide d'un fluide incompressible. Un engrenage à l'intérieur de la pompe tourne à 10 000 tours par minute (tr/min) pour créer une pression.[pic 15]

• Valve à disques pivotant - Cette vanne s'ouvre et se ferme pour laisser le fluide hydraulique passé d'un côté du cœur artificiel à l'autre. Lorsque le fluide se déplace vers la droite, le sang est pompé vers les poumons au moyen d'un ventricule artificiel. Lorsque le fluide se déplace vers la gauche, le sang est pompé vers le reste du corps.[pic 16][pic 17]

• Le système de transfert d'énergie sans fil - également appelé le Transfert d’Énergie Transcutané (TET), ce système se compose de deux bobines, l'une interne et l'autre externe, qui transmettent le pouvoir par la force magnétique d'une batterie externe à travers la peau sans percer la surface. La bobine interne reçoit la puissance et l'envoie à la batterie interne et à l’appareil de commande.

• Batterie interne - Une batterie rechargeable est implantée à l'intérieur de l'abdomen du patient. Cela donne au patient de 30 à 40 minutes pour effectuer certaines activités, telle que la douche, tout en étant déconnecté de la batterie principale.

• Batterie externe - Cette batterie est portée sur une ceinture velcro autour de la taille du patient. Chaque batterie rechargeable offre environ quatre à cinq heures de pouvoir.

• Contrôleur - Ce petit appareil électronique est implanté dans la paroi abdominale du patient. Il surveille et contrôle la vitesse de pompage du cœur.

Le cœur AbioCor, qui est composé de titane et de plastique, se connecte à quatre endroits :

• L’oreillette droite
• L’oreillette gauche
• L’aorte
• L’artère pulmonaire

L'ensemble du système pèse environ 2 livres (0.9 kg). Dans la section suivante, vous apprendrez comment des chirurgiens ont implantés le cœur AbioCor lors d'une opération de sept heures.

Comment fonctionne les cœurs artificiels

Par Kevin Bonsor

La chirurgie de sept heures.[pic 18]

La chirurgie pour implanter un cœur artificiel AbioCor est extrêmement délicate. Non seulement les chirurgiens coupent et enlèvent les ventricules droite et gauche du cœur naturel, mais ils mettent aussi un objet étranger dans la poitrine du patient. Le patient doit être placé sur, et plus tard retiré, d’une machine cœur-poumon. L'opération nécessite des centaines de points de suture, pour fixer correctement le cœur aux ventricules artificiels. Des greffons relient l’AbioCor aux parties restantes du cœur naturel. Des greffons sont une sorte de tissu synthétique utilisé pour connecter le dispositif artificiel au tissu naturel du patient.

...