Les scientifiques ont fabriqué et testé avec succès un dispositif cardiaque de type patch ultra-mince qui peut surveiller un rythme cardiaque et appliquer des stimulations si nécessaire.
Actuellement, ces fonctions sont assurées par des dispositifs encombrants et intrusifs tels que les stimulateurs cardiaques. Bien qu'il s'agisse de machines miracles depuis de nombreuses décennies, la chirurgie nécessaire pour implanter des stimulateurs cardiaques est compliquée et peut être risquée. Le nouvel appareil, en revanche, possède un adhésif unique qui lui permet de coller directement à un organe humide tel que le cœur.
Les chercheurs, de Université Yonsei en Corée, pensent que la plateforme qu'ils ont développée pourra un jour remplacer les stimulateurs cardiaques et ainsi éviter des risques chirurgicaux inutiles. L'équipe n'a jusqu'à présent testé l'appareil que sur un modèle de lapin vivant et un cœur artificiel, mais les résultats concluants suggèrent qu'il s'agit d'une nouvelle technologie prometteuse qui mérite d'être approfondie.
Cela peut-il remplacer un stimulateur cardiaque?
Un problème cardiaque clé que les chercheurs ont abordé avec leur recherche est l'arythmie cardiaque, ou un rythme cardiaque irrégulier. Le cœur peut battre trop vite, trop lentement ou de manière erratique. Quoi qu'il en soit, la cause de l'arythmie cardiaque est le mauvais fonctionnement des impulsions électriques censées coordonner les battements cardiaques. Parfois, les arythmies cardiaques sont imperceptibles ou simplement une gêne mineure, mais dans certaines situations, elles peuvent mettre la vie en danger. Si le problème devient suffisamment grave, l'implantation chirurgicale d'un stimulateur cardiaque peut être la seule option restante.
La recherche effectuée ici peut donner aux patients une option moins invasive, ce qui donnerait à plus de personnes la possibilité de surveiller et d'arrêter les arythmies cardiaques. Le nouvel appareil est une minuscule plate-forme composée d'une matrice active de transistors sensibles à la pression capables de détecter les battements cardiaques, ainsi que d'électrodes à faible impédance pour stimuler le cœur et arrêter les arythmies. Lors de tests sur des lapins, l'appareil a pu détecter des arythmies cardiaques et appliquer un traitement électrique adapté pour corriger les rythmes cardiaques anormaux.
L'un des aspects les plus prometteurs de cette nouvelle plate-forme est sa finesse. La nappe de capteurs a une épaisseur totale de 38 µm. Pour référence, un stimulateur cardiaque standard correspond à peu près à la taille d'une boîte d'allumettes et les cheveux humains sont généralement entre 17 à 181 μm d'épaisseur. De toute évidence, la plate-forme étudiée ici est de plusieurs ordres de grandeur plus petite que nos meilleures solutions actuelles de surveillance et de stimulation cardiaques.
En plus de la petite taille de l'appareil, les chercheurs ont également développé une méthode inhabituelle pour l'attacher au cœur lui-même. Actuellement, les stimulateurs cardiaques ont un générateur qui se fixe à un fil traversant un vaisseau sanguin dans le cœur. La nouvelle plate-forme fonctionne plus comme un morceau de ruban adhésif collé sur l'épicarde du cœur.
La raison pour laquelle il s'agit d'une révélation aussi incroyable est la même qui peut causer de la frustration lorsque vous essayez de coller quelque chose sur une surface humide. Tout comme mettre un morceau de ruban adhésif sur un récipient alimentaire avec de la condensation, faire adhérer un dispositif cardiaque de type patch à un cœur pendant une longue période était un défi. Pour résoudre ce problème, les chercheurs se sont tournés vers la nature. Plus précisément, ils ont trouvé un adhésif hydrogel à base d'alginate qui imite les propriétés adhésives des moules dans les environnements sous-marins. Non seulement cet adhésif adhère à l'épicarde humide, mais il ne sera pas non plus résorbé par le corps, et il est biocompatible et non toxique pour l'homme.
Quelle est la prochaine?
Bien sûr, il reste encore du travail à faire si ces types d'appareils doivent un jour remplacer les stimulateurs cardiaques à grande échelle. Pour commencer, les chercheurs n'ont effectué que in vivo tests sur lapins et sur cœur artificiel. D'autres travaux seront nécessaires avant que nous puissions commencer à faire confiance à cette technologie avec des vies humaines.
Le stimulateur cardiaque temporaire régule le rythme cardiaque puis disparaît complètement
De plus, les chercheurs croient que l'arythmie cardiaque n'est que le début. Ils s'attendent à ce que cette méthode s'étende à l'étude et à la surveillance d'autres maladies cardiaques, telles que l'infarctus du myocarde, la cardiomyopathie hypertrophique, l'hypertrophie concentrique et la cardiomyopathie dilatée.
L'équipe décrit le dispositif cardiaque en Science Advances.
