Un tout petit dispositif sans fil permet d’assurer une stimulation cardiaque temporaire quand le cœur ne bat pas assez rapidement dans des modèles animaux et des tissus cardiaques humains.

Nous avons mis au point ce qui est, à notre connaissance, le plus petit stimulateur cardiaque au monde, affirme l’ingénieur biomédical John Rogers, de l’Université Northwestern, aux États-Unis, qui a dirigé la création du prototype décrit dans un article publié dans la revue Nature (en anglais).

Le dispositif, qui mesure 1,8 mm sur 3,5 mm sur 1 mm, peut être placé sur le muscle cardiaque à l’aide d’une seringue ou par un chirurgien au moment d’une opération.

À l’heure actuelle, les cardiostimulateurs sont un peu plus gros qu’une pièce de 2 $.

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Soigner les petits cœurs

La cardiologue Blandine Mondésert, de l’Institut de cardiologie de Montréal (ICM), explique que l’éventuelle commercialisation de ce prototype permettrait des interventions beaucoup moins invasives et mieux adaptées aux enfants.

Il n’y a pas forcément de miniaturisation de nos instruments. On utilise chez l'enfant les mêmes outils qu'on utilise chez l'adulte! Ce stimulateur serait donc bienvenu, explique la Dre Mondésert.

Le stimulateur pourrait ainsi permettre de sauver des nouveau-nés atteints de malformations cardiaques congénitales. Il faut savoir qu’environ 1 % des enfants naissent avec une malformation qui peut être corrigée grâce à une intervention chirurgicale à la suite de laquelle une stimulation temporaire du cœur est nécessaire, habituellement pour une période de sept jours.

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Retrouver le rythme

Un stimulateur temporaire est souvent utilisé après une chirurgie pour permettre au cœur d’un patient qui souffre d’une bradycardie (un ralentissement du rythme cardiaque de courte durée) de récupérer. Il est aussi indiqué lorsqu’une personne passe des tests avant qu’un cardiostimulateur permanent lui soit implanté.

Il nous donne du temps pour procéder aux vérifications nécessaires avant d'implanter le meilleur stimulateur permanent pour le patient, le plus adapté pour lui, indique la cardiologue.

Quatre stimulateurs sont commercialisés au Canada, et un cinquième est en cours d’approbation par Santé Canada. Les quatre sont utilisés de façon routinière à l’ICM, qui a participé aux essais internationaux du cinquième, note la Dre Mondésert.

Les stimulateurs temporaires nécessitent des interventions chirurgicales invasives qui augmentent les risques d’infection et de lésion aux muscles du cœur. Ces risques sont encore plus élevés chez les jeunes patients ou les personnes de petite taille.

Ils limitent également les mouvements du patient puisqu’on doit insérer un fil dans une veine du cou ou de la jambe – qui se rend jusqu’au cœur – et qui est relié à un boîtier extérieur. Cela limite ses mouvements et comporte des risques liés à l'installation, tels qu’un hématome, une perforation de la veine ou de l’infection, indique la cardiologue.

Le prototype

Le stimulateur cardiaque décrit dans Nature utilise une cellule galvanique, une batterie formée de deux électrodes qui, lorsqu’elles sont exposées aux fluides corporels, convertissent l’énergie chimique en impulsions électriques.

Le dispositif travaille en collaboration avec un petit appareil sans fil souple qui est placé sur la poitrine du patient. Ce dispositif détecte les battements de cœur irréguliers et émet automatiquement des impulsions lumineuses qui pénètrent à travers la peau, le sternum et les muscles du patient pour stimuler correctement le cœur.

Cette configuration permet au dispositif de fonctionner de manière autonome.

De plus, il est biorésorbable, c’est-à-dire qu’il se dissout dans l’organisme après sa durée de vie utile, ce qui élimine la nécessité d'une autre intervention chirurgicale pour le retirer.

Malgré sa toute petite taille, le stimulateur délivre autant de stimulation qu’un stimulateur cardiaque de taille normale.

Un aspect intéressant du prototype, selon la Dre Mondésert, est le fait qu’il peut être utilisé jusqu’à 2 ans et demi. Actuellement, on peut utiliser un stimulateur temporaire jusqu’à 30 jours. Mais déjà après 7 jours, on commence à s’inquiéter du risque d’infection.

Prêt en tout temps

Si le rythme cardiaque du patient tombe en dessous d'un certain seuil, le nouveau dispositif portable détecte l'événement et active automatiquement une diode électroluminescente.

Dans leur prototype, les chercheurs ont recours à la lumière infrarouge qui pénètre très bien et profondément dans le corps, et ce, en toute sécurité.

Si vous placez une lampe de poche contre votre paume, vous verrez la lumière briller de l'autre côté de votre main. Il s'avère que notre corps est un excellent conducteur de lumière, observe le cardiologue Igor Efimov, l’un des auteurs principaux des travaux.

Loin de la commercialisation

Jusqu’à maintenant, le stimulateur a été testé sur des modèles animaux de petite et grande taille, tels que les souris et les porcs, et sur des cœurs humains provenant de donneurs d’organes.

La prochaine étape devrait être de le tester in vivo chez un petit groupe d’humains pour s’assurer qu’il est sécuritaire, affirme la Dre Mondésert.

Ensuite, il devra faire l’objet d’essais cliniques. Si les résultats sont concluants, il pourrait être disponible en clinique dans environ cinq ans, dit la cardiologue, qui estime que l’arrivée de ce stimulateur représenterait une grande avancée technologique.

Les troubles du rythme cardiaque touchent environ 2 % de la population générale. Environ 1 million de stimulateurs cardiaques sont installés chaque année dans le monde. Plus de 200 000 Canadiens portent un stimulateur cardiaque.

En outre, les créateurs du ministimulateur pensent que leur concept peut être adapté à d’autres applications, telles que la régénération nerveuse et osseuse, et le traitement des plaies et de la douleur.