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26 Fév, 2024

Un stimulateur cardiaque ultrafin, sans fil et fonctionnant à la lumière réduit les interventions chirurgicales invasives

Un stimulateur cardiaque ultrafin, sans fil et fonctionnant à la lumière réduit les interventions chirurgicales invasives

Pengju Li, chercheur ayant participé à l’étude, tient un prototype de stimulateur cardiaque d’une épaisseur d’un micromètre seulement, fonctionnant grâce à des impulsions lumineuses.

Des scientifiques de l’université de Chicago ont mis au point un nouveau stimulateur cardiaque plus fin qu’un cheveu humain, sans fil et fonctionnant entièrement par la lumière d’une fibre optique. Ce dispositif non invasif pourrait aider à réguler l’activité cardiaque ou même à stimuler les neurones selon un schéma déterminé pour traiter les symptômes de maladies telles que la maladie de Parkinson.

Le cœur pompe grâce à une série de signaux électriques très soigneusement synchronisés, mais si ces signaux ne sont pas synchronisés, ils peuvent entraîner toutes sortes de problèmes, tels que des accidents vasculaires cérébraux, des crises cardiaques ou même une défaillance fatale de l’organe. Les stimulateurs cardiaques surveillent et corrigent ces rythmes anormaux, mais ils nécessitent des interventions chirurgicales invasives et comportent leurs propres risques.

Le nouveau dispositif est beaucoup moins invasif : il s’agit d’une fine pellicule d’un micromètre d’épaisseur, soit environ 100 fois plus fine qu’un cheveu humain, ou qu’un récent dispositif similaire en graphène, également épais de 100 micromètres. Il ne pèse qu’un cinquantième de gramme, ce qui le rend 250 fois plus léger qu’un stimulateur cardiaque classique. Et au lieu d’avoir besoin d’une batterie, il est alimenté par la lumière.

La lumière n’atteint généralement pas le cœur (sauf en cas de problème grave), c’est pourquoi une fibre optique extrêmement étroite est insérée le long du cœur. La fibre s’allume selon un schéma spécifique, ce qui déclenche la production d’un courant électrique par la fine pellicule. Le film est constitué de deux couches de silicium de type P. La couche supérieure est parsemée de trous nanométriques qui confinent l’électricité, ce qui permet au dispositif de stimuler à la demande des parties très spécifiques du cœur, produisant ainsi le rythme souhaité.

L’équipe a testé le dispositif sur des tissus cardiaques humains cultivés en laboratoire, puis sur des cœurs de rats isolés, puis sur des souris et des rats vivants, et enfin sur des porcs vivants. Dans tous les cas, la technique a permis de stimuler le rythme cardiaque en fonction des besoins et n’a nécessité qu’une intervention chirurgicale endoscopique plutôt qu’une ouverture de la cage thoracique.

Dans sa forme actuelle, ce stimulateur cardiaque fin est conçu pour être temporaire, se dissolvant dans un composé non toxique appelé acide silicique, ce qui élimine la nécessité d’une nouvelle intervention chirurgicale pour l’enlever. Mais l’équipe affirme que les versions futures pourraient être adaptées pour durer plus longtemps.

Les chercheurs affirment également que le dispositif pourrait être utilisé pour stimuler les nerfs à la demande, selon des schémas spécifiques. Il pourrait ainsi être utilisé pour traiter les symptômes de maladies telles que la maladie de Parkinson ou les douleurs chroniques.

https://www.nature.com/articles/s41586-024-07016-9

https://news.uchicago.edu/story/uchicago-scientists-invent-ultra-thin-minimally-invasive-pacemaker-controlled-light