Le principe du système de recharge piézoélectrique d’un pacemaker. © Patricio R. Sarzosa, Thayer School of Engineering

Santé

Les pacemakers bientôt rechargés par les battements du cœur ?

ActualitéClassé sous :médecine , pacemaker , stimulateur cardiaque

Des chercheurs ont ajouté un film de polymère aux stimulateurs cardiaques existants afin de convertir les mouvements du cœur en électricité et ainsi d'alimenter l'appareil. Le dispositif a été testé avec succès sur des animaux.


 

D'ici cinq ans, si tout se déroule comme prévu, les personnes portant des stimulateurs cardiaques pourraient ne plus avoir à faire remplacer la pile de leur appareil tous les 5 à 10 ans comme c'est actuellement le cas. Une équipe de chercheurs du Dartmouth College et du Health Science Center de l'université du Texas vient de publier les fruits de ses travaux sur un système d'alimentation piézoélectrique, susceptible de recharger indéfiniment la batterie d'un pacemaker à partir des battements du cœur.

Le dispositif se compose d'un film polymère piézoélectrique dont la structure poreuse peut convertir en électricité les mouvements du filament en plomb qui relie le stimulateur cardiaque au cœur. Les chercheurs indiquent que ce module pourrait également faire office de capteur pour le suivi en temps réel des patients.

Encore deux ans avant d’envisager des essais cliniques

L'idée d'exploiter la piézoélectricité pour recharger un pacemaker n'est pas nouvelle. En 2012, une équipe de l'université du Michigan avait développé un prototype de stimulateur cardiaque se rechargeant grâce aux battements du cœur. Les chercheurs du Dartmouth College et de l'université du Texas sont allés plus loin en testant leur appareil sur des animaux vivants avec « d'excellents résultats », assurent-ils.

Mais le pas à franchir pour des essais sur des volontaires humains est énorme. Il faut notamment s'assurer que le dispositif pourra fonctionner sans faillir durant toute la vie de la personne qui le porte. Les chercheurs disposent d'un financement pour encore deux ans de travaux qui devraient leur permettre d'achever la phase de tests sur les animaux. Ils estiment que leur système de recharge piézoélectrique pourrait être prêt pour une commercialisation d'ici cinq ans.

Pour en savoir plus

Un pacemaker sans pile alimenté... par les battements du coeur

Article de Jean-Loup Chaput, le 5/11/2012

Pour éviter de changer les piles de pacemakers, implantés à côté du cœur des patients, des scientifiques proposent un prototype fonctionnant grâce à l'énergie mécanique récupérée des pulsations cardiaques. Cet appareil produit 10 fois plus d'électricité que nécessaire en laboratoire. Prochaine étape : le tester in vivo.

Un petit battement pour le cœur, un bond de géant dans l'avancée des pacemakers ? Comme leur nom l'indique, ces stimulateurs cardiaques envoient des impulsions électriques au myocarde lorsque celui-ci commence à ralentir. Il est implanté chez des patients qui souffrent de bradycardie, c'est-à-dire chez qui le cœur ne bat plus assez vite, entraînant des complications pour la santé, comme des malaises voire des insuffisances cardiaques.

Mais si ces appareils sauvent des vies, leurs piles ne sont pas inépuisables. L'opération doit donc être renouvelée régulièrement, tous les 5 à 7 ans avec les technologies actuelles. De nombreux enfants comptent parmi les malades. À ce rythme, ils connaîtront une dizaine d'interventions chirurgicales au cours de leur existence.

C'est pourquoi la science tente de trouver une solution plus durable. La solution passe peut-être par des générateurs d'électricité installés à l'intérieur du corps et récoltant l'énergie mécanique de mouvements ou de vibrations. Des nanogénérateurs, comportant de minuscules filaments, ont déjà été imaginés par Zhong Lin Wang, au Georgia Institute of Technology, et pourraient même servir un jour à alimenter des appareils portables.

Des chercheurs de l'University of Michigan ont suivi cette piste, qui pourrait les emmener loin. Ils ont annoncé lors de l'American Heart Association’s Scientific Sessions 2012 avoir développé un pacemaker qui se recharge grâce à l'énergie fournie par les battements du cœur.

Le cœur est une source d'énergie. Les auteurs de ce travail comptent exploiter les déformations mécaniques dues aux pulsations pour collecter de l'énergie et la transmettre sous forme électrique à un pacemaker. © Oliver Burston, Wellcome Images, Flickr, cc by nc nd 2.0

Un pacemaker autonome en énergie

Ce prototype fonctionne grâce à la piézoélectricité. Certains corps possèdent en effet la capacité de se polariser consécutivement à une déformation mécanique et de fournir un courant électrique. C'est ainsi que les vibrations sonores sont traduites en signaux électriques grâce à un micro.

Dans ce cas précis, la première étape a consisté à enregistrer les vibrations induites par les battements cardiaques sur la poitrine. Celles-ci ont ensuite été reproduites artificiellement en laboratoire, et le dispositif a été connecté au pacemaker. Les mesures établissent qu'après une session de 100 pulsations, le prototype a fourni 10 fois plus d'énergie que ce qui est nécessaire pour faire fonctionner l'appareil.

Désormais, il faudra passer sur un organisme vivant pour s'assurer que l'efficacité s'extrapole des laboratoires aux individus. Si les résultats sont concluants, ces scientifiques espèrent vendre à l'avenir un pacemaker fonctionnant en autonomie parfaite. Ce jour n'est malheureusement pas encore arrivé !

Abonnez-vous à la lettre d'information La quotidienne : nos dernières actualités du jour.

!

Merci pour votre inscription.
Heureux de vous compter parmi nos lecteurs !

Cela vous intéressera aussi