Le cœur artificiel mécanique s’est amélioré depuis d’année en année, mais il s’agit d’un ersatz. Des chercheurs ont commencé à en réaliser un organique à partir de zéro…
Le secret de ce cœur biohybride du futur réside dans la conception d’une fibre hélicoïdale. Le problème n’est pas neuf puisqu’un médecin britannique du 17ème siècle avait déjà découvert que les fibres cardiaques se présentent sous forme d’hélice. C’est au cours du 20ème siècle que l’on a démontré que cette structure permettait d’expliquer la plus grande fraction d’éjection obtenue avec ces fibres plutôt qu’avec des fibres circonférentielles.
La fabrication de ces fibres pourrait trouver une analogie avec celle de la barbe à papa. Une solution liquide contenant des polymères est placée dans un réservoir et poussée par une minuscule ouverture sous l'effet de la force centrifuge pendant que l'appareil tourne. En s’évaporant, le solvant permet aux polymères de se solidifier et former des fibres. Ensuite, un courant d'air focalisé contrôle l'orientation des fibres lorsqu'elles sont déposées sur un collecteur. L'inclinaison du collecteur permet de modifier l’alignement des fibres. Elles miments ainsi la structure hélicoïdale des muscles cardiaques.
On pourrait utiliser l’impression 3D, mais contrairement à ce dernier, le système utilisé par les chercheurs et baptisé Focused Rotary Jet Spinning (FJRS) peut de manière très rapide fabriquer une structure aussi fine qu’un micron. Par comparaison, à cette résolution, il faudrait 100 ans à une imprimante 3D actuelle pour construire un cœur en 3 D alors que le FJRS peut le faire en une journée.
Par la suite, les structures ventriculaires ont reçu les cardiomyocytes de rat ou des cellules souches humaines dérivées de cardiomyocytes. En l'espace d'une semaine environ, plusieurs fines couches de tissus en train de battre ont recouvert l'échafaudage, les cellules suivant l'alignement des fibres en dessous. Les ventricules en train de battre ont reproduit le même mouvement de torsion ou d'essorage que celui présent dans les cœurs humains.
Le processus peut être adapté pour un cœur humain et même jusqu’à la taille d’un cœur d’un petit rorqual !
Recreating the heart’s helical structure-function relationship with focused rotary jet spinning
Partager par e-mail