Fabrication du cœur artificiel

« D ossier CHIMIE PARIS – N O 338-339 – Décembre 2012 12 L a greffe d’un nouveau type de cœur artificiel sur des patients, courant 2013, est un pas capital pour résoudre le délicat problème de la trans- plantation cardiaque.

Cette mécanique de pointe, qui révolutionne la prothèse cardiaque, est impatiemment attendue : en Europe et aux États-Unis, 4 000 cœurs seulement sont disponibles à la greffe chaque année pour 100 000 patients. Une société française s'apprête à implan- ter un cœur artificiel sur l'homme.

Très innovant, il est conçu pour éviter la for- mation de caillots sanguins et s'adapter à la physiologie du patient. Fabriquer une prothèse cardiaque capable de remplacer un cœur humain défaillant : ce casse-tête technologique mobilise des cardiologues du monde entier depuis plus d'un demi-siècle. Malheureusement, les quelques modèles mis au point jusqu'ici ne se sont pas révélés aussi prometteurs qu'on pouvait l'espérer : des caillots se forment dans la prothèse, sources d'accidents vasculaires cérébraux ; la prothèse est peu adaptée à l'activité physique du malade ; ou encore des éléments extracorporels trop volumi- neux limitent les mouvements du patient.

Par ailleurs, aux difficultés techniques s'ajoute un problème éthique : une greffe de cœur soulève le délicat pro- blème du prélèvement sur un donneur récemment décédé.

Certaines familles acceptent le prélèvement pour le foie, les reins, les poumons mais refusent le prélèvement du cœur, organe trop sym- bolique.

Parfois la famille demande à l'infirmier qui prélève : « Quand le cœur s’arrêtera , dites lui surtout (en s’adres- sant au donneur dont le cerveau ne fonctionne plus et qui ne peut plus rien entendre) qu'on pense bien à lui ». La société française Carmat devrait implanter en 2013 sur 4 à 6 patients un cœur artificiel « total », autrement dit destiné à remplacer l'organe biologiqueet conçu dans l'espoir de résoudre les problèmes précités.

À la clé, une possi- bilité supplémentaire pour des milliers de malades en attente d'une greffe de cœur.

Après la validation des tests précli- niques sur des bovins, ce sont des patients dont le pronostic vital est engagé et qui n’ont plus d’autre choix qui bénéfi- cieront d’une tentative d’implantation.

Si ces résultats s’avèrent concluants, la com- mercialisation de ce cœur artificiel sera lancée et l’implantation sera proposée à des pat ients dont la greffe est moins urgente. Le projet Ce projet a germé il y a près de vingt ans dans l'esprit d'Alain Carpentier, chirur- gien cardiaque à l'hôpital européen Georges-Pompidou.

Il était déjà l'inven- teur de prothèses de valves cardiaques qui ont été implantées sur plus d'un mil- lion de malades, avec un avantage consi- dérable sur les autres : leur revêtement évite la formation de caillots sanguins, donc la prise par le patient d'un traite- ment anticoagulant.

Si l' on utilisait un tel revêtement pour fabriquer un cœur artifi- ciel, cela résoudrait le problème de la for- mation des caillots , explique Alain Carpentier.

Confronté à de nombreux cas drama- tiques d’insuffisance cardiaque termi- nale, d’infarctus du myocarde, et fort de sa réussite dans la conception de bio- prothèses cardiaques, le professeur Alain Carpentier décida de se lancer en 1988 dans la conception du premier cœur artificiel autonome. À la différence des cœurs artificiels actuels, il ne sera plus question de se promener branché en permanence à une console extérieure : la batterie sera à l’intérieur même de ce cœur artificiel, alimentée par des recharges extérieures. Il aura fallu une vingtaine d’années pourconcevoir ce cœur artificiel autonome ; à l’heure actuelle, les simulations sur ordi- nateur se poursuivent. Vingt ans d'aventures Certes, l’idée d’un tel organe de syn- thèse n’est pas nouvelle.

L’idée remonte à 1960, et à partir de cette date de nombreuses réalisations ont vu le jour dans les laboratoires à l’état de proto- types.

Le premier modèle opérationnel, le Jarvik 7, avait été implanté en 1982 sur un dentiste retraité américain de 61 ans qui avait survécu un peu plus de trois mois.

Mais, beaucoup plus gros qu’un cœur naturel, l’appareil était relié à un encombrant compresseur extracor- porel de plus de 40 kg.

D’autres inconvé- nients rédhibitoires limitaient l’utilisation de telles prothèses, comme la quantité d’énergie consommée et les risques de coagulation à l’intérieur de l’appareil. A u début des années 1990, le professeur Carpentier se tourne vers Matra, société dont les activités aérospatiales sont aujour- d'hui intégrées au groupe EADS.

Il propose à l'industriel de lui donner les moyens financiers et humains de concevoir un cœur artificiel.

Celui-ci serait une transposi- tion de la technologie des prothèses de valves du professeur Carpentier et bénéfi- cierait du savoir-faire de l'aéronautique en matière de capteurs, de miniaturisation et de simulations numériques.

Ainsi naît le grou- pement d'intérêt économique « Carmat » (raccourci pour CARpentier-MATra).

Le pro- jet reste longtemps confidentiel, y compris dans les murs de Matra.

Trois générations de prototypes voient le jour entre 1995 et 2004, toujours plus compacts, plus légers, moins énergivores. Caractéristiques Fin novembre 2010, l'ultime version de la prothèse est prête : un concentré de technologie de 900 grammes, 0,75 litre Un nouveau cœur artificiel Serge LÉCOLIERpromo 58 Un nouveau cœur artificiel en 2013.

Une innovation majeure où la chimie et la science des matériaux ont apporté une contribution décisive. 02-ENSCP N°338 - V14_REVUE ENSCP 03/01/13 09:27 Page12. »