Un stimulateur cardiaque sans batterie

SOUMOIS,FREDERIC

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Mardi 13 novembre 2012

Cardiologie L’électricité nécessaire serait fournie… par le cœur défaillant lui-même

Un stimulateur cardiaque qui tire toute son énergie des battements du cœur ? C’est l’innovation étonnante qui vient d’être présentée au Congrès américain du cœur, ainsi que l’annonçait Le Soir, dès le 6 novembre. On en sait davantage sur la technique employée par les chercheurs, qui proviennent du département d’Ingénierie aérospatiale de l’Université du Michigan.

Le problème majeur des stimulateurs cardiaques est qu’ils doivent être remplacés après 5 à 7 ans parce que leur batterie montre des signes de faiblesse. Rechercher une source interne d’énergie au corps est donc une piste majeure… que ces ingénieurs semblent avoir trouvée. Ils ont élaboré un collecteur d’énergie basé sur la technologie piézoélectrique, c’est-à-dire la propriété que possède un corps de se polariser électriquement sous l’action d’une contrainte mécanique et réciproquement de se déformer lorsqu’on lui applique un champ électrique. L’application la plus connue est l’allume-gaz : c’est la pression des doigts qui provoque l’étincelle. De même, les aimants du dispositif inventé par les chercheurs transforment le mouvement du cœur en énergie. « L’énergie recueillie dépasse de dix fois celle nécessaire pour faire fonctionner un stimulateur cardiaque », expliquent les chercheurs. Ceux-ci ont même estimé que le battement du cœur peut varier entre 20 à 600 battements par minute sans cesser de fournir l’électricité nécessaire à la survie. « Nous avons développé une technique qui permet de récolter de l’énergie non linéaire, car les systèmes qui récoltent de l’énergie linéaire ne permettent pas de s’adapter à la variabilité du rythme cardiaque ».

Le professeur Amin Karami, principal auteur de ses recherches, se dit « convaincu que les ondes des téléphones portables et ceux des fours à micro-ondes seront sans aucun effet sur ce dispositif ». Reste à l’implanter dans le cœur d’un patient humain, à l’endroit où l’énergie dispersée est la plus importante. Même réduit au tiers de la taille des actuels stimulateurs, ce dispositif devra prouver son innocuité avant d’être implanté en série. « Une partie importante des stimulateurs sont posés chez des enfants, parfois très jeunes. Ils doivent donc subir une grande série d’opérations, seulement pour « changer » une pile. Disposer d’un dispositif qui permette de s’affranchir de ce changement serait essentiel ». Une autre équipe, travaillant à Southampton, a déjà développé un système de récolte via un ballon connecté à un aimant, mais n’avait jusqu’ici pu produire que 17 % de la puissance électrique nécessaire.

expertise

« Cela pourrait révolutionner cette technique »

Pour le professeur Christophe Scavée, de l’Unité de Rythmologie des Cliniques Universitaires Saint-Luc (UCL), si cette invention fonctionne une fois implantée, cela pourrait révolutionner cette technique. « Les batteries utilisées, au lithium-ion, le sont depuis les années 80. La taille est de plus en plus réduite, environ un carré de 5 cm sur 6 mm d’épaisseur, mais dans lequel deux tiers de la place sont occupés par la batterie. Imaginez combien de fois il faudra opérer un patient âgé de 6 ans pour remplacer l’appareil ». Quelle serait la durée de vie d’un appareil « sans pile » ? « Impossible à dire, mais c’est clairement la pile qui est l’élément faible. Il est rarissime de devoir intervenir pour d’autres parties du stimulateur. Seul un microwatt est nécessaire pour faire battre le cœur. Et si c’est une opération aujourd’hui courante, elle est aussi essentielle pour la survie de ceux qui en bénéficient et qui, sans cela, sont exposés à une mort soit immédiate, soit assez rapide. Avec un stimulateur qui durerait 20 ans, le risque d’infections opératoires serait diminué d’autant, cela coûterait moins à la Sécu et diminuerait l’angoisse des patients face au retour programmé sur la table d’opération ».

Mais ne pourrait-on pas transmettre de l’énergie à travers la peau, par induction ? « Les essais en ce sens n’ont jamais été concluants, sans doute à cause du blindage de titane qui protège le stimulateur. Des tests de miniaturisation plus intense sont en cours, mais il y a une limite physique incontournable. Soyons clairs : même si tous les essais sont couronnés de succès, il faudra plusieurs années avant de voir cette solution être utilisée au quotidien, mais c’est sans doute l’une des pistes les plus prometteuses pour améliorer le traitement des patients et cela risque alors de devenir le traitement standard pour ce type d’affection ».