Et si au lieu de recharger les pacemakers, ces petits implants qui maintiennent l'activité du cœur, ils se rechargeaient tout seuls ? C'est l'idée qu'ont eu des chercheurs chinois, qui ont développé un pacemaker capable d'emmagasiner l'énergie des battements du cœur pour se recharger automatiquement. Leur appareil a été testé sur le porc, dans une étude publiée dans la revue Nature Communications.
La pile d'un pacemaker doit être changée lors d'une opération tous les 2 ou 3 ans
Grâce aux énormes progrès de la technologie micro et nanoélectronique, les stimulateurs cardiaques implantés chez des millions de personnes "ont évolué pour devenir des dispositifs ultra-basse consommation, miniaturisés et flexibles", exposent les auteurs dans la publication. Mais ces appareils sont également "volumineux, rigides et ont une durée de vie courte", notamment en raison de leur décharge progressive. "Remplacer la pile nécessite une autre opération tous les deux ou trois ans, ce qui présente un risque d'infection", explique le Pr Tim Chico, professeur de médecine cardiovasculaire au Royaume-Uni, qui n'a pas participé à ces travaux.
Un dispositif connecté au pacemaker qui se recharge avec les battements du cœur
Pour résoudre ce problème, des chercheurs chinois ont conçu un dispositif de récupération d'énergie connecté au pacemaker, le rendant autosuffisant ! L'appareillage est constitué de 3 parties distinctes : l'unité de récupération d'énergie, l'unité de gestion de l'alimentation et l'unité de stimulation cardiaque (le pacemaker lui-même).
L'unité de récupération d'énergie est une mince feuille composée de plusieurs couches de métaux (teflon, aluminium…) et autres matériaux (polymères). Elle est fixée à la surface du cœur. Lorsqu'il bat, la feuille se plie, provoquant le frottement des différents matériaux et générant finalement de l’électricité pour le stimulateur cardiaque, selon un processus appelé "effet triboélectrique". C'est ce même effet qui génère l'électricité statique. Quant à l'unité de gestion de l'alimentation est une sorte d'interrupteur qui permet au pacemaker de récupérer l'énergie emmagasinée au moment opportun.
Une méthode prometteuse, efficace chez le porc
Le pacemaker a été testé à la fois sur des porcs sains et souffrant d'une arythmie cardiaque (anomalie du rythme cardiaque). Les porcs ont en effet un cœur de la même taille que le nôtre et sont donc souvent mis à contribution pour tester des dispositifs ou des traitements avant leur utilisation chez l'humain.
Le dispositif s'est révélé efficace sur l'animal, aussi bien chez les individus sains où le rythme cardiaque a été modulé selon son action, que pour corriger l'arythmie cardiaque. Il s'agit donc d'une "méthode prometteuse pour la récupération de l'énergie biomécanique in vivo, avec les avantages d'un large choix de matériaux, de rendements élevés, d'une bonne flexibilité, d'un poids léger, d'une excellente durabilité et d'un faible coût", résument les auteurs.
"Beaucoup de travail reste à faire avant de pouvoir l’utiliser chez l’homme"
Pour autant, et bien que les résultats de l’étude soient "très encourageants", "beaucoup de travail reste à faire avant de pouvoir l’utiliser chez l’homme", nuance le Pr Tim Chico. En effet, "le dispositif de récupération d'énergie devait être inséré autour du cœur lors de la chirurgie à cœur ouvert, ce qui est beaucoup plus invasif que celui requis pour les stimulateurs cardiaques actuels et limiterait considérablement le nombre de personnes susceptibles de l'avoir". Un problème qui pourrait potentiellement être contourné en utilisant "les mouvements d'autres muscles que le cœur", précise-t-il cependant.
Autre obstacle à contourner avant l'usage chez l'humain, "le générateur qui a été testé n’a alimenté le stimulateur que pendant une minute après avoir nécessité plus d’une heure de battements de cœur pour le recharger", observe le Dr Charles Pearman, chargé de cours en sciences cardiovasculaires à l'Université de Manchester (et qui n'a pas non plus participé au développement du pacemaker). "La technologie dans son état actuel devrait donc être nettement plus efficace en termes d'extraction d'énergie pour être utile aux personnes nécessitant le fonctionnement continu de leurs stimulateurs cardiaques", conclut-il.
