Cœur artificiel - Artificial heart

Cœur artificiel
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Un cœur artificiel exposé au London Science Museum

Un cœur artificiel est un appareil qui remplace le cœur . Les cœurs artificiels sont généralement utilisés pour combler le temps nécessaire à la transplantation cardiaque ou pour remplacer définitivement le cœur dans le cas où une transplantation cardiaque est impossible. Bien que d'autres inventions similaires l'aient précédé à partir de la fin des années 1940, le premier cœur artificiel à être implanté avec succès chez un humain était le Jarvik-7 en 1982, conçu par une équipe comprenant Willem Johan Kolff , William DeVries et Robert Jarvik .

Un cœur artificiel est distinct d'un dispositif d'assistance ventriculaire (VAD) conçu pour soutenir un cœur défaillant. Il se distingue également d'un appareil de circulation extracorporelle , qui est un dispositif externe utilisé pour assurer les fonctions à la fois du cœur et des poumons , utilisé uniquement pendant quelques heures à la fois, le plus souvent lors d' une chirurgie cardiaque .

Histoire

Le cœur artificiel total temporaire SynCardia

Origines

Un remplacement synthétique pour un cœur reste un « Saint Graal » tant recherché de la médecine moderne. L'avantage évident d'un cœur artificiel fonctionnel serait de réduire le besoin de greffes cardiaques, car la demande d'organes dépasse toujours largement l'offre.

Bien que le cœur soit conceptuellement une pompe, il incarne des subtilités qui défient l'émulation simple avec des matériaux synthétiques et des alimentations. Les conséquences de ces problèmes incluent un rejet sévère des corps étrangers et des batteries externes qui limitent la mobilité. Ces complications ont limité la durée de vie des premiers receveurs humains de quelques heures à quelques jours.

Développement précoce

Le premier cœur artificiel a été fabriqué par le scientifique soviétique Vladimir Demikhov en 1937. Il a été implanté dans un chien.

Le 2 juillet 1952, Henry Opitek , 41 ans , souffrant d'essoufflement, entre dans les annales médicales de l'hôpital universitaire Harper de la Wayne State University dans le Michigan. La machine cardiaque Dodrill-GMR , considérée comme le premier cœur mécanique opérationnel, a été utilisée avec succès lors de la réalisation d'une chirurgie cardiaque. Des recherches en cours ont été menées sur des veaux au Hershey Medical Center , Animal Research Facility, à Hershey, en Pennsylvanie, au cours des années 1970.

Forest Dewey Dodrill , travaillant en étroite collaboration avec Matthew Dudley, a utilisé la machine en 1952 pour contourner le ventricule gauche d'Henry Opitek pendant 50 minutes pendant qu'il ouvrait l'oreillette gauche du patient et travaillait à réparer la valve mitrale. Dans le rapport postopératoire de Dodrill, il note : « À notre connaissance, il s'agit du premier cas de survie d'un patient lorsqu'un mécanisme cardiaque mécanique a été utilisé pour prendre en charge la fonction corporelle complète consistant à maintenir l'approvisionnement en sang du corps tandis que le cœur a été ouvert et opéré."

Une machine cœur-poumon a été utilisée pour la première fois en 1953 lors d'une opération à cœur ouvert réussie. John Heysham Gibbon , l'inventeur de la machine, a effectué l'opération et développé lui-même le substitut cœur-poumon.

Suite à ces avancées, un intérêt scientifique pour le développement d'une solution pour les maladies cardiaques s'est développé dans de nombreux groupes de recherche à travers le monde.

Les premières conceptions de cœurs artificiels totaux

En 1949, un précurseur de la pompe cardiaque artificielle moderne a été construit par les docteurs William Sewell et William Glenn de la Yale School of Medicine à l' aide d'un ensemble de montage , d'un assortiment de bric et de broc et de jouets à sous. La pompe externe a réussi à contourner le cœur d'un chien pendant plus d'une heure.

Paul Winchell a inventé un cœur artificiel avec l'aide d' Henry Heimlich (l'inventeur de la manœuvre de Heimlich ) et a détenu le premier brevet pour un tel dispositif. L'Université de l'Utah a développé un appareil similaire à peu près à la même époque, mais lorsqu'elle a tenté de le breveter, le cœur de Winchell a été cité comme art antérieur. L'université a demandé à Winchell de faire don du cœur à l'Université de l'Utah, ce qu'il a fait. Il y a un débat sur la quantité de conception de Winchell utilisée par Robert Jarvik pour créer le cœur artificiel de Jarvik. Heimlich déclare : « J'ai vu le cœur, j'ai vu le brevet et j'ai vu les lettres. Le principe de base utilisé dans le cœur de Winchell et celui de Jarvik est exactement le même. Jarvik nie que l'un des éléments de conception de Winchell ait été incorporé dans l'appareil qu'il a fabriqué pour les humains et qui a été implanté avec succès dans Barney Clark en 1982.

Le 12 décembre 1957, Willem Johan Kolff , l'inventeur d'organes artificiels le plus prolifique au monde, implanta un cœur artificiel dans un chien à la Cleveland Clinic. Le chien a vécu 90 minutes.

En 1958, Domingo Liotta a lancé les études de remplacement du TAH à Lyon, en France, et en 1959-1960 à l' Université nationale de Córdoba , en Argentine. Il a présenté son travail lors de la réunion de l'American Society for Artificial Internal Organs qui s'est tenue à Atlantic City en mars 1961. Lors de cette réunion, Liotta a décrit l'implantation de trois types de TAH orthotopiques (à l'intérieur du sac péricardique) chez le chien, chacun utilisant une autre source d'énergie externe : un moteur électrique implantable, une pompe rotative implantable avec un moteur électrique externe et une pompe pneumatique.

En 1964, les National Institutes of Health ont lancé le programme de cœur artificiel, dans le but de mettre un cœur artificiel dans un être humain d'ici la fin de la décennie. L'objectif du programme était de développer un cœur artificiel implantable, y compris la source d'alimentation, pour remplacer un cœur défaillant.

En février 1966, Adrian Kantrowitz a acquis une notoriété internationale lorsqu'il a réalisé la première implantation permanente au monde d'un cœur mécanique partiel (dispositif d'assistance ventriculaire gauche) au centre médical Maimonides .

En 1967, Kolff quitte la Cleveland Clinic pour fonder la Division des organes artificiels de l' Université de l'Utah et poursuivre ses travaux sur le cœur artificiel.

  1. En 1973, un veau nommé Tony a survécu pendant 30 jours sur un cœur de Kolff précoce.
  2. En 1975, un taureau nommé Burk a survécu 90 jours sur le cœur artificiel.
  3. En 1976, un veau nommé Abebe a vécu pendant 184 jours sur le cœur artificiel Jarvik 5.
  4. En 1981, un veau nommé Alfred Lord Tennyson a vécu 268 jours sur le Jarvik 5.

Au fil des ans, plus de 200 médecins, ingénieurs, étudiants et professeurs ont développé, testé et amélioré le cœur artificiel de Kolff. Pour aider à gérer ses nombreux efforts, Kolff a affecté des chefs de projet. Chaque projet a été nommé d'après son gestionnaire. L'étudiant diplômé Robert Jarvik était le chef de projet pour le cœur artificiel, qui a ensuite été rebaptisé Jarvik 7.

En 1981, William DeVries a soumis une demande à la FDA pour l'autorisation d'implanter le Jarvik 7 dans un être humain. Le 2 décembre 1982, Kolff implanta le cœur artificiel Jarvik 7 à Barney Clark, un dentiste de Seattle qui souffrait d'une grave insuffisance cardiaque congestive . Clark a vécu pendant 112 jours attaché à un compresseur pneumatique externe, un appareil pesant environ 400 livres (180 kg), mais pendant ce temps, il a subi des périodes prolongées de confusion et un certain nombre de saignements, et a demandé à plusieurs reprises à être autorisé à mourir. .

Première implantation clinique d'un cœur artificiel total

Le 4 avril 1969, Domingo Liotta et Denton A. Cooley ont remplacé le cœur d'un homme mourant par un cœur mécanique à l'intérieur de la poitrine au Texas Heart Institute à Houston comme pont pour une greffe. L'homme s'est réveillé et a commencé à récupérer. Après 64 heures, le cœur artificiel pneumatique a été retiré et remplacé par un cœur de donneur. Cependant, trente-deux heures après la transplantation, l'homme est décédé de ce qui s'est avéré plus tard être une infection pulmonaire aiguë, étendue aux deux poumons, causée par des champignons, probablement causée par une complication d' un médicament immunosuppresseur .

Le prototype original du coeur artificiel Liotta-Cooley utilisé dans cette opération historique est bien en évidence dans la Smithsonian Institution de Musée national d'histoire américaine « Trésors de l' histoire américaine » exposition à Washington, DC

Premières applications cliniques d'un cœur artificiel total pneumatique permanent

La première utilisation clinique d'un cœur artificiel conçu pour une implantation permanente plutôt qu'un pont pour la transplantation a eu lieu en 1982 à l' Université de l'Utah . Le pionnier du rein artificiel Willem Johan Kolff a lancé le programme d'organes artificiels de l'Utah en 1967. Là, le médecin-ingénieur Clifford Kwan-Gett a inventé deux composants d'un système de cœur artificiel pneumatique intégré : un ventricule avec des diaphragmes hémisphériques qui n'écrasent pas les globules rouges (un problème avec les cœurs artificiels précédents) et un pilote cardiaque externe qui régulait intrinsèquement le flux sanguin sans avoir besoin de systèmes de contrôle complexes. Indépendamment, Paul Winchell a conçu et breveté un ventricule de forme similaire et a fait don du brevet au programme de l'Utah. Tout au long des années 1970 et au début des années 1980, le vétérinaire Donald Olsen a mené une série d'expériences sur les veaux qui ont affiné le cœur artificiel et ses soins chirurgicaux. Pendant ce temps, en tant qu'étudiant à l'Université de l'Utah, Robert Jarvik a combiné plusieurs modifications : une forme ovoïde pour s'adapter à l'intérieur de la poitrine humaine, un polyuréthane plus compatible avec le sang développé par l'ingénieur biomédical Donald Lyman et une méthode de fabrication par Kwan-Gett qui a rendu l'intérieur des ventricules lisse et sans couture pour réduire les caillots sanguins dangereux causant des accidents vasculaires cérébraux. Le 2 décembre 1982, William DeVries a implanté le cœur artificiel chez le dentiste à la retraite Barney Bailey Clark (né le 21 janvier 1921), qui a survécu 112 jours avec l'appareil et est décédé le 23 mars 1983. Bill Schroeder est devenu le deuxième receveur et a vécu un record de 620 jours.

Contrairement à la croyance populaire et aux articles erronés de plusieurs périodiques, le cœur Jarvik n'a pas été interdit pour une utilisation permanente. Aujourd'hui, la version moderne du Jarvik 7 est connue sous le nom de cœur artificiel total temporaire SynCardia . Il a été implanté chez plus de 1 350 personnes comme passerelle vers la transplantation.

Au milieu des années 1980, les cœurs artificiels étaient alimentés par des sources d'énergie pneumatique de la taille d'un lave-vaisselle dont la lignée remontait aux machines à traire Alfa Laval . De plus, deux cathéters de grande taille devaient traverser la paroi corporelle pour transporter les impulsions pneumatiques vers le cœur implanté, augmentant considérablement le risque d'infection. Pour accélérer le développement d'une nouvelle génération de technologies, le National Heart, Lung, and Blood Institute a lancé un concours pour des cœurs artificiels implantables alimentés électriquement. Trois groupes ont reçu un financement : Cleveland Clinic à Cleveland, Ohio ; le College of Medicine of Pennsylvania State University ( Penn State Hershey Medical Center ) à Hershey, Pennsylvanie; et AbioMed, Inc. de Danvers, Massachusetts. Malgré des progrès considérables, le programme de Cleveland a été interrompu après les cinq premières années.

Première application clinique d'une pompe intrathoracique

Le 19 juillet 1963, E. Stanley Crawford et Domingo Liotta ont implanté le premier dispositif d'assistance ventriculaire gauche (DAVG) clinique à l'hôpital méthodiste de Houston, au Texas, chez un patient victime d'un arrêt cardiaque après une intervention chirurgicale. Le patient a survécu pendant quatre jours sous assistance mécanique mais ne s'est pas remis des complications de l'arrêt cardiaque ; finalement, la pompe a été arrêtée et le patient est décédé.

Première application clinique d'une pompe paracorporelle

Le 21 avril 1966, Michael DeBakey et Liotta ont implanté le premier DAVG clinique en position paracorporelle (où la pompe externe repose sur le côté du patient) au Methodist Hospital de Houston, chez un patient subissant un choc cardiogénique après une chirurgie cardiaque. Le patient a développé des complications neurologiques et pulmonaires et est décédé après quelques jours d'assistance mécanique du DAVG. En octobre 1966, DeBakey et Liotta ont implanté le DAVG paracorporel Liotta-DeBakey chez un nouveau patient qui s'est bien rétabli et est sorti de l'hôpital après 10 jours de soutien mécanique, constituant ainsi la première utilisation réussie d'un DAVG pour le choc de carte postale.

Premier patient VAD avec sortie d'hôpital approuvée par la FDA

En 1990, Brian Williams a été libéré du Centre médical de l' Université de Pittsburgh (UPMC), devenant le premier patient VAD à être libéré avec l'approbation de la Food and Drug Administration (FDA). Le patient a été soutenu en partie par des bio-ingénieurs du McGowan Institute de l'Université de Pittsburgh.

Coeurs artificiels totaux

Dispositifs médicaux approuvés

SynCardia

SynCardia est une société basée à Tucson, en Arizona, qui propose actuellement deux modèles distincts. Il est disponible en taille 70cc et 50cc. Le modèle 70cc est utilisé pour l'insuffisance cardiaque biventriculaire chez les hommes adultes, tandis que le modèle 50cc est destiné aux enfants et aux femmes. Au fur et à mesure que les bons résultats obtenus avec le TAH en tant que passerelle vers la transplantation cardiaque se sont accumulés, un essai du CardioWest TAH (développé à partir du Jarvik 7 et maintenant commercialisé sous le nom de Syncardia TAH) a été lancé en 1993 et ​​achevé en 2002. L'utilisation du SynCardia a été approuvée pour la première fois. en 2004 par la Food and Drug Administration des États-Unis .

En 2014, plus de 1 250 patients ont reçu des cœurs artificiels SynCardia. L'appareil nécessite l'utilisation du chauffeur hospitalier Companion 2, approuvé par la FDA en 2012, ou du Freedom Driver System, approuvé en 2014, qui permet à certains patients de rentrer chez eux, pour alimenter le cœur avec des impulsions d'air. Les conducteurs surveillent également le flux sanguin pour chaque ventricule.

En 2016, Syncardia a déposé une demande de mise en faillite et a ensuite été rachetée par la société de capital-investissement Versa Capital Management.

Coeur bioprothétique Carmat

Le cœur artificiel de Carmat.

Le 27 octobre 2008, le professeur français et spécialiste de la transplantation cardiaque Alain F. Carpentier a annoncé qu'un cœur artificiel entièrement implantable serait prêt pour un essai clinique d'ici 2011 et pour une transplantation alternative en 2013. Il a été développé et fabriqué par lui, société biomédicale. CARMAT SA , et la société de capital-risque Truffle Capital. Le prototype utilisait des capteurs électroniques intégrés et était fabriqué à partir de tissus animaux traités chimiquement, appelés « biomatériaux », ou une « pseudo-peau » de matériaux biosynthétiques et microporeux .

Selon un communiqué de Carmat du 20 décembre 2013, la première implantation de son cœur artificiel chez un patient de 75 ans a été réalisée le 18 décembre 2013 par l'équipe de l'Hôpital européen Georges Pompidou à Paris (France). Le patient est décédé 75 jours après l'opération.

Dans la conception de Carmat, deux chambres sont chacune divisées par une membrane qui retient le fluide hydraulique d'un côté. Une pompe motorisée déplace le fluide hydraulique dans et hors des chambres, et ce fluide fait bouger la membrane ; le sang circule de l'autre côté de chaque membrane. Le côté de la membrane faisant face au sang est constitué de tissu obtenu à partir d'un sac qui entoure le cœur d'une vache, pour rendre le dispositif plus biocompatible. L'appareil Carmat utilise également des valves fabriquées à partir de tissu cardiaque de vache et possède des capteurs pour détecter une pression accrue à l'intérieur de l'appareil. Ces informations sont envoyées à un système de contrôle interne qui peut ajuster le débit en réponse à une demande accrue, par exemple lorsqu'un patient fait de l'exercice. Cela le distingue des conceptions précédentes qui maintiennent un débit constant.

Le dispositif Carmat, contrairement aux conceptions précédentes, est destiné à être utilisé en cas d'insuffisance cardiaque terminale, au lieu d'être utilisé comme dispositif de pont pendant que le patient attend une greffe. À 900 grammes, il pèse près de trois fois le cœur typique et s'adresse principalement aux hommes obèses. Il nécessite également que le patient transporte une batterie Li-Ion supplémentaire . La durée de vie prévue du cœur artificiel est d'environ 5 ans (230 millions de battements).

En 2016, les essais du "cœur entièrement artificiel" de Carmat ont été interdits par l'Agence nationale pour la sécurité et la médecine en Europe après la confirmation de courts taux de survie. L'interdiction a été levée en mai 2017. À cette époque, un rapport européen indiquait que la thérapie cellulaire C-Cure de Celyad pour l'insuffisance cardiaque ischémique « ne pourrait aider qu'une sous-population de participants à l'étude de phase III, et Carmat espère que son cœur artificiel pourra pour traiter une proportion plus élevée de patients atteints d'insuffisance cardiaque ».

Le cœur artificiel Carmat a été homologué à la vente dans l'Union européenne, recevant un marquage CE le 22 décembre 2020. Son cours de bourse a augmenté de plus d'un tiers à l'annonce de la nouvelle.

Prototypes historiques

Pompe cardiaque artificielle totale

La pompe cardiaque artificielle de l' armée américaine était une unité compacte à propulsion pneumatique développée par le Dr Kenneth Woodward des laboratoires Harry Diamond du début au milieu des années 1960. La pompe cardiaque de l'armée était partiellement en plexiglas et se composait de deux valves, d'une chambre et d'un clapet d'aspiration. La pompe fonctionnait sans aucune pièce mobile selon le principe de l'amplification de fluide - fournissant une source de pression d'air pulsée ressemblant à un battement de cœur.

POLVAD

Depuis 1991, la Fondation pour le développement de la chirurgie cardiaque (FRK) à Zabrze , en Pologne, travaille au développement d'un cœur artificiel. Aujourd'hui, le système polonais d'assistance cardiaque POLCAS se compose du ventricule artificiel POLVAD-MEV et des trois contrôleurs POLPDU-401, POLPDU-402 et POLPDU-501. Les dispositifs présentés sont conçus pour traiter un seul patient. Les unités de contrôle des séries 401 et 402 ne peuvent être utilisées qu'à l'hôpital en raison de leur grande taille, de leur mode de contrôle et de leur type d'alimentation. L'unité de contrôle de la série 501 est le dernier produit de FRK. En raison de sa taille et de son poids beaucoup plus petits, il s'agit d'une solution nettement plus mobile. Pour cette raison, il peut également être utilisé lors de traitements supervisés effectués en dehors de l'hôpital.

Phénix-7

En juin 1996, un homme de 46 ans a subi une implantation cardiaque artificielle totale réalisée par Jeng Wei à l'hôpital général de Cheng-Hsin à Taiwan . Ce cœur artificiel total Phoenix-7 pneumatique à la pointe de la technologie a été fabriqué par le dentiste taïwanais Kelvin K. Cheng , le médecin chinois TM Kao et des collègues du Taiwan TAH Research Center à Tainan , Taiwan . Avec ce cœur artificiel expérimental, la PA du patient a été maintenue à 90-100/40-55 mmHg et le débit cardiaque à 4,2-5,8 L/min. Le patient a ensuite reçu la première transplantation cardiaque et rénale combinée réussie au monde après avoir ponté avec un cœur artificiel total.

Coeurs Abiomed

Le premier AbioCor à être implanté chirurgicalement chez un patient a eu lieu le 3 juillet 2001. L'AbioCor est fait de titane et de plastique avec un poids de 0,9 kg (deux livres), et sa batterie interne peut être rechargée avec un appareil de transduction qui envoie pouvoir à travers la peau. La batterie interne dure une demi-heure et une batterie externe portable dure quatre heures. La FDA a annoncé le 5 septembre 2006, que l'AbioCor pourrait être implanté à des fins humanitaires après que le dispositif ait été testé sur 15 patients. Il est destiné aux patients gravement malades qui ne peuvent pas recevoir de transplantation cardiaque. Certaines limitations de l'AbioCor actuel sont que sa taille le rend adapté à moins de 50 % de la population féminine et seulement environ 50 % de la population masculine, et sa durée de vie utile n'est que de 1 à 2 ans.

En combinant ses ventricules valvulés avec la technologie de contrôle et la vis à rouleaux développées à Penn State, AbioMed a conçu un cœur plus petit et plus stable, l'AbioCor II. Cette pompe, qui devrait être implantable chez la plupart des hommes et 50 % des femmes avec une durée de vie allant jusqu'à cinq ans, a fait l'objet d'essais sur des animaux en 2005, et la société espérait obtenir l'approbation de la FDA pour un usage humain en 2008. Après de nombreuses expérimentation, Abiomed a abandonné le développement de cœurs officiels totaux à partir de 2015. Abiomed à partir de 2019 ne commercialise que des pompes cardiaques, "destinés à aider à pomper le sang chez les patients qui ont besoin d'un soutien à court terme (jusqu'à 6 jours)", qui ne sont pas totalement artificiels cœurs.

Frazier-Cohn

Le 12 mars 2011, un cœur artificiel expérimental a été implanté chez Craig Lewis, 55 ans, au Texas Heart Institute de Houston par OH Frazier et William Cohn . Le dispositif est une combinaison de deux pompes HeartMate II modifiées qui fait actuellement l'objet d'essais sur les bovins.

Frazier et Cohn font partie du conseil d'administration de la société BiVACOR qui développe un cœur artificiel. BiVACOR a été testé en remplacement d'un cœur de mouton.

Jusqu'à présent, une seule personne a bénéficié du cœur artificiel de Frazier et Cohn. Craig Lewis souffrait d' amylose en 2011 lorsque son cœur a lâché et que les médecins ont déclaré qu'il ne lui restait que 12 à 24 heures à vivre. Après avoir obtenu l'autorisation de sa famille, Frazier et Cohn ont remplacé son cœur par leur appareil. Lewis a survécu pendant encore 5 semaines après l'opération; il a finalement succombé à une insuffisance hépatique et rénale due à son amylose, après quoi sa famille a demandé que son cœur artificiel soit débranché.

Coeur artificiel total mou, développé dans le laboratoire de matériaux fonctionnels de l'ETH Zürich

Prototypes actuels

Coeur artificiel doux

Le 10 juillet 2017, Nicholas Cohrs et ses collègues ont présenté un nouveau concept de cœur artificiel total mou dans le Journal of Artificial Organs. Le cœur a été développé dans le laboratoire des matériaux fonctionnels de l' ETH Zurich . (Cohrs figurait sur la liste des doctorants dans un groupe dirigé par le professeur Wendelin Stark à l'ETH Zurich.)

Le cœur artificiel mou (SAH) a été créé à partir de silicone à l'aide de la technologie d'impression 3D. Le SAH est un monobloc en silicone. Il pèse 390 g, a un volume de 679 cm 3 et fonctionne à l'air comprimé. "Notre objectif est de développer un cœur artificiel qui soit à peu près de la même taille que celui du patient et qui imite le plus fidèlement possible le cœur humain dans sa forme et sa fonction", explique Cohrs dans une interview. Le SAH se déplace et fonctionne fondamentalement comme un vrai cœur mais ne bat actuellement que 3000 battements (ce qui correspond à une durée de 30 à 50 minutes pour le rythme cardiaque d'un individu moyen) dans une machine à circulation simulée hybride. Suite à quoi la membrane en silicone (2,3 mm d'épaisseur) entre le ventricule gauche et la chambre d'expansion d'air s'est rompue.

La durée de vie d'un prototype Cohrs plus récent (utilisant divers polymères au lieu de silicone) était encore limitée, selon des rapports début 2018, ce modèle offrant une durée de vie utile de 1 million de battements cardiaques, soit environ dix jours dans un corps humain. À l'époque, Cohrs et son équipe expérimentaient des logiciels de CAO et de l'impression 3D, s'efforçant de développer un modèle qui durerait jusqu'à 15 ans. "Nous ne pouvons pas vraiment prédire quand nous pourrions avoir un cœur fonctionnel final qui répond à toutes les exigences et est prêt pour l'implantation. Cela prend généralement des années", a déclaré Cohrs.

Autres

Une pompe centrifuge ou une pompe à flux axial peut être utilisée comme cœur artificiel, ce qui permet au patient d'être vivant sans pouls . Parmi les autres conceptions de cœurs artificiels sans pouls, citons le HeartMate II de Thoratec, qui utilise une vis d'Archimède ; et un cœur artificiel expérimental conçu par Bud Frazier et Billy Cohn, utilisant des turbines tournant à 8 000 à 12 000 tr/min.

Un cœur artificiel centrifuge qui pompe alternativement la circulation pulmonaire et la circulation systémique , provoquant un pouls, a été décrit.

Des chercheurs ont construit un cœur en mousse. Le cœur est fait de silicone flexible et fonctionne avec une pompe externe pour pousser l'air et les fluides à travers le cœur. Il ne peut actuellement pas être implanté chez l'homme, mais c'est un début prometteur pour les cœurs artificiels.

Appareils d'assistance hybrides

Les patients qui ont une fonction cardiaque restante mais qui ne peuvent plus vivre normalement peuvent être candidats à des dispositifs d'assistance ventriculaire (VAD), qui ne remplacent pas le cœur humain mais le complètent en occupant une grande partie de la fonction.

Le premier système de dispositif d'assistance ventriculaire gauche (DAVG) a été créé par Domingo Liotta au Baylor College of Medicine de Houston en 1962.

Un autre VAD, le Kantrowitz CardioVad, conçu par Adrian Kantrowitz , dynamise le cœur natif en occupant plus de 50% de sa fonction. De plus, le VAD peut aider les patients sur liste d'attente pour une transplantation cardiaque. Chez un jeune, ce dispositif pourrait retarder de 10 à 15 ans la nécessité d'une greffe, voire permettre au cœur de récupérer, auquel cas le DAV peut être retiré. Le cœur artificiel est alimenté par une pile qui doit être changée plusieurs fois tout en continuant de fonctionner.

Le premier dispositif d'assistance cardiaque a été approuvé par la FDA en 1994, et deux autres ont reçu l'approbation en 1998. Alors que les dispositifs d'assistance d'origine émulaient les pulsations cardiaques, des versions plus récentes, telles que le Heartmate II, développé par le Texas Heart Institute de Houston, fournissent flux continu. Ces pompes (qui peuvent être à flux centrifuge ou axial ) sont plus petites et potentiellement plus durables et durent plus longtemps que la génération actuelle de pompes de remplacement cardiaque total. Un autre avantage majeur d'un DAV est que le patient conserve le cœur naturel, qui peut encore fonctionner pour un soutien temporaire en cas d'arrêt de la pompe mécanique. Cela peut fournir un soutien suffisant pour maintenir le patient en vie jusqu'à ce qu'une solution au problème soit mise en œuvre.

En août 2006, un cœur artificiel a été implanté dans une jeune fille de 15 ans au Stollery Children's Hospital d' Edmonton , en Alberta . Il était destiné à servir de dispositif temporaire jusqu'à ce qu'un cœur de donneur puisse être trouvé. Au lieu de cela, le cœur artificiel (appelé cœur de Berlin ) a permis aux processus naturels de se produire et son cœur a guéri de lui-même. Après 146 jours, le cœur de Berlin a été retiré et le cœur de la fille a fonctionné correctement tout seul. Le 16 décembre 2011, le Berlin Heart a obtenu l' approbation de la FDA américaine . Le dispositif a depuis été implanté avec succès chez plusieurs enfants, dont une fillette hondurienne de 4 ans à l'hôpital pour enfants de Boston .

Plusieurs dispositifs d'assistance ventriculaire à débit continu ont été approuvés pour une utilisation dans l'Union européenne et, en août 2007, faisaient l'objet d'essais cliniques pour l'approbation de la FDA.

En 2012, Craig Lewis, un Texan de 55 ans, a présenté au Texas Heart Institute un cas grave d' amylose cardiaque . Il a reçu une transplantation cardiaque artificielle à flux continu expérimentale qui lui a sauvé la vie. Lewis est décédé 5 semaines plus tard d'une insuffisance hépatique après avoir glissé dans le coma dû à l' amylose .

En 2012, une étude publiée dans le New England Journal of Medicine a comparé le cœur de Berlin à l'oxygénation par membrane extracorporelle (ECMO) et a conclu qu'« un dispositif d'assistance ventriculaire disponible en plusieurs tailles pour être utilisé chez les enfants comme passerelle vers la transplantation cardiaque [comme le Berlin Heart] a été associé à un taux de survie significativement plus élevé que l'ECMO." L'auteur principal de l'étude, Charles D. Fraser Jr., chirurgien en chef au Texas Children's Hospital, a expliqué : « Avec le Berlin Heart, nous avons une thérapie plus efficace à offrir aux patients plus tôt dans la gestion de leur insuffisance cardiaque. Lorsque nous nous asseyons avec parents, nous avons de vraies données à offrir pour qu'ils puissent prendre une décision éclairée. C'est un pas de géant en avant."

Souffrant d'une insuffisance cardiaque terminale, l'ancien vice-président Dick Cheney a subi une intervention en juillet 2010 pour se faire implanter un VAD à l'hôpital INOVA de Fairfax, à Fairfax en Virginie. En 2012, il a reçu une transplantation cardiaque à l'âge de 71 ans après 20 mois sur une liste d'attente.

Voir également

Les références

Références générales

Citations en ligne

Liens externes