Selon un communiqué de presse de Carmat daté 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 fait entrer et sortir le fluide hydraulique des chambres, et ce fluide fait bouger la membrane ; le sang circule de l’autre côté de chaque membrane. Le côté de la membrane qui fait face au sang est constitué de tissu obtenu à partir d’un sac qui entoure le cœur d’une vache, afin de rendre le dispositif plus biocompatible. Le dispositif Carmat utilise également des valves fabriquées à partir de tissu cardiaque de vache et est doté de capteurs permettant de détecter une augmentation de la pression à l’intérieur du dispositif. 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 dans les cas d’insuffisance cardiaque terminale, au lieu d’être utilisé comme un dispositif de transition pendant que le patient attend une transplantation. Avec ses 900 grammes, il pèse près de trois fois le poids d’un cœur typique et s’adresse principalement aux hommes obèses. Il oblige également le patient à transporter 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 » Carmat ont été interdits par l’Agence nationale pour la sécurité et la médecine en Europe après que des taux de survie courts ont été confirmés. L’interdiction a été levée en mai 2017. À l’époque, un rapport européen indiquait que la thérapie cellulaire C-Cure de Celyad pour l’insuffisance cardiaque ischémique « ne pouvait aider qu’une sous-population de participants à l’étude de phase III, et Carmat espérera que son cœur artificiel pourra traiter une plus grande proportion de patients souffrant d’insuffisance cardiaque ».
Une mise à jour de janvier 2019 en Europe indiquait que le seul cœur entièrement artificiel actuellement sur le marché était le dispositif SynCardia et que le cœur artificiel de Carmat (« conçu pour s’autoréguler, en changeant le flux sanguin en fonction de l’activité physique du patient ») était encore au début des essais. Ce rapport indiquait également que Carmat espérait toujours « obtenir l’autorisation de mise sur le marché de son implant cette année, mais vise désormais l’année prochaine ». Cela s’explique notamment par le fait que la technologie complexe a fait l’objet de perfectionnements dans le processus de fabrication ».
Le cœur artificiel Carmat a été autorisé 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 historiquesEdit
Pompe cardiaque artificielle totaleEdit
La pompe cardiaque artificielle de l’armée américaine était une unité compacte, alimentée par air, développée par le Dr Kenneth Woodward aux laboratoires Harry Diamond au début et au milieu des années 1960. La pompe cardiaque de l’armée était partiellement constituée de 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 des fluides – fournissant une source de pression d’air pulsée ressemblant à un battement de cœur.
POLVADEdit
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 appareils actuels sont conçus pour ne prendre en charge qu’un seul patient. Les unités de commande des séries 401 et 402 ne peuvent être utilisées qu’en milieu hospitalier en raison de leur grande taille, de la méthode de commande et du type d’alimentation électrique. L’unité de commande de la série 501 est le dernier produit de FRK. En raison de sa taille et de son poids beaucoup plus faibles, elle constitue une solution beaucoup plus mobile. Pour cette raison, elle peut également être utilisée lors de traitements supervisés menés en dehors de l’hôpital.
Phoenix-7Edit
En juin 1996, un homme de 46 ans a reçu une implantation totale de cœur artificiel réalisée par Jeng Wei à l’hôpital général Cheng-Hsin de Taïwan. Ce cœur artificiel total Phoenix-7 pneumatique, technologiquement avancé, a été fabriqué par un dentiste taïwanais, Kelvin K. Cheng, un médecin chinois, T. M. Kao, et des collègues du centre de recherche TAH de Tainan, à Taïwan. Avec ce cœur artificiel expérimental, la tension artérielle 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 bénéficié de la première transplantation combinée cœur/rénale réussie au monde après pontage avec un cœur artificiel total.
Cœurs AbiomedEdit
Le premier AbioCor implanté chirurgicalement chez un patient l’a été le 3 juillet 2001. L’AbioCor est fabriqué en titane et en plastique, avec un poids de 0,9 kg (deux livres), et sa batterie interne peut être rechargée avec un dispositif de transduction qui envoie de l’énergie à travers la peau. La batterie interne a une autonomie d’une demi-heure, tandis que la batterie externe portable a une autonomie de quatre heures. Le 5 septembre 2006, la FDA a annoncé que l’AbioCor pouvait 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 limites de l’AbioCor actuel sont que sa taille fait qu’il convient à moins de 50 % de la population féminine et seulement environ 50 % de la population masculine, et que sa durée de vie utile n’est que de 1 à 2 ans.
En combinant ses ventricules à valves avec la technologie de contrôle et la vis à rouleaux développée 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 et dont la durée de vie pourrait atteindre cinq ans, a fait l’objet d’essais sur les animaux en 2005, et la société espérait obtenir l’approbation de la FDA pour une utilisation chez l’homme en 2008. Après de nombreuses expérimentations, Abiomed a abandonné le développement des cœurs officiels totaux à partir de 2015. Abiomed à partir de 2019 ne commercialise que des pompes cardiaques, » destinées 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 des cœurs artificiels totaux.
Frazier-CohnEdit
Le 12 mars 2011, un cœur artificiel expérimental a été implanté chez Craig Lewis, 55 ans, au Texas Heart Institute de Houston par O. H. Frazier et William Cohn. Le dispositif est une combinaison de deux pompes HeartMate II modifiées qui fait actuellement l’objet d’essais sur des 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 chez un mouton.
Pour l’instant, une seule personne a bénéficié du cœur artificiel de Frazier et Cohn. Craig Lewis souffrait d’amyloïdose 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 la permission de sa famille, Frazier et Cohn ont remplacé son cœur par leur dispositif. Lewis a survécu pendant encore 5 semaines après l’opération ; il a finalement succombé à une insuffisance hépatique et rénale due à son amyloïdose, après quoi sa famille a demandé que son cœur artificiel soit débranché.
Cœur artificiel total mou, développé dans le laboratoire de matériaux fonctionnels de l’ETH Zürich
Prototypes actuelsEdit
Cœur artificiel mouEdit
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 était inscrit comme doctorant 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 390g, a un volume de 679 cm3 et fonctionne grâce à de l’air pressurisé. « Notre objectif est de mettre au point un cœur artificiel ayant à peu près la même taille que celui du patient et imitant le plus fidèlement possible le cœur humain dans sa forme et sa fonction », explique M. Cohrs dans une interview. Le HSA se déplace et fonctionne fondamentalement comme un vrai cœur, mais il ne bat actuellement que pendant 3000 battements (ce qui correspond à une durée de 30 à 50 minutes pour un battement de cœur moyen d’un individu) dans un simulateur de circulation hybride. À la suite de quoi la membrane en silicone (de 2,3 mm d’épaisseur) entre le ventricule gauche et la chambre d’expansion d’air s’est rompue.
La durée de vie utile d’un prototype plus récent de Cohrs (utilisant divers polymères au lieu du silicone) était encore limitée, selon des rapports de début 2018, ce modèle offrant une durée de vie utile de 1 million de battements de cœur, soit environ dix jours dans un corps humain. À l’époque, Cohrs et son équipe expérimentaient des logiciels de CAO et l’impression 3D, s’efforçant de développer un modèle qui pourrait durer jusqu’à 15 ans. « Nous ne pouvons pas vraiment prédire quand nous pourrons disposer d’un cœur fonctionnel final qui remplit toutes les conditions et est prêt à être implanté. Cela prend généralement des années », a déclaré M. Cohrs.