Professeur Bozhi Tian, pionnier de la bioélectronique, vient d'allumer une étincelle d'espoir dans le cœur de millions de personnes avec son groupe de recherche. Son intuition a conduit à la création d’un stimulateur cardiaque révolutionnaire, un chef-d’œuvre de miniaturisation et de biocompatibilité qui défie les limites de la technologie médicale. Un dispositif qui se dissout dans le corps, comme un murmure de lumière qui rétablit le rythme vital. Et il est alimenté par la lumière.
Un stimulateur cardiaque « dans la lumière »
Tian et son équipe ont créé un prototype de stimulateur cardiaque constitué d'une membrane spécialement conçue, pesant moins d'un cinquantième de gramme. Son épaisseur ? Plus petit que celui d'un cheveu humain. Cette caractéristique rend le dispositif extrêmement léger et capable d’être implanté par chirurgie mini-invasive, sans pièces mobiles à l’intérieur.
Des millions de personnes dans le monde ils dépendent de stimulateurs cardiaques, des appareils petits mais essentiels qui régulent les impulsions électriques du cœur pour maintenir un battement régulier. Des solutions comme celle-ci peuvent réduire toutes les complications liées à l’utilisation de ces appareils.
Les expériences préliminaires ont été très prometteuses et nous avons de grands espoirs quant à l’avenir de cette technologie translationnelle.
Pengju Li, doctorant à la Pritzker School of Molecular Engineering de l'Université de Chicago. Il fait partie de l'équipe de recherche qui a travaillé sur le stimulateur cardiaque.
Une technologie photovoltaïque pour le corps humain ?
Le laboratoire du professeur Bozhi Tian se concentre depuis des années sur le développement de dispositifs capables d'utiliser des technologies de type cellule solaire pour stimuler le corps. Le PV est particulièrement intéressant à cet effet car il ne comporte aucune pièce mobile ni aucun fil susceptible de se briser ou de devenir intrusif, ce qui est particulièrement utile dans les tissus délicats tels que le cœur.
Au lieu d’une batterie, les chercheurs implantent simplement une minuscule fibre optique à côté de l’appareil pour fournir de l’énergie. Les résultats? Comme le rapporte le magazine Nature (je mets tout en lien ici) sont vraiment importants.
Un design « ciblé »
Pour obtenir les meilleurs résultats, les scientifiques ont dû modifier le système pour l’adapter à des fins biologiques, contrairement à la conception habituelle des cellules solaires. "Dans une cellule solaire, l'objectif est de collecter autant de lumière solaire que possible et de transférer cette énergie le long de la cellule, quelle que soit la partie du panneau affectée", explique Li. "Pour cette application, cependant, nous voulons pouvoir éclairer une zone très localisée et activer uniquement celle-ci."
La conception finale du stimulateur cardiaque est composée de deux couches d'un matériau en silicone appelé type P, qui répond à la lumière en créant une charge électrique. Le résultat est une minuscule membrane flexible, qui peut être insérée dans le corps via un tube avec une fibre optique, lors d'une opération mini-invasive. Pour être clair, les stimulateurs cardiaques actuels pèsent au moins 250 fois plus.
Jetable
Cette version particulière du stimulateur cardiaque est destinée à un usage temporaire. A la fin de sa « mission » une autre opération ne sera pas nécessaire pour l’éliminer : il se dissoudra tout seul dans un composé non toxique appelé acide silicique. Toutefois, les chercheurs indiquent que les appareils pourraient être conçu durer encore plus longtemps, en fonction de la durée de stimulation cardiaque souhaitée.
Cette avancée représente un tournant dans la thérapie de resynchronisation cardiaque. Nous sommes à l'aube d'une nouvelle frontière où la bioélectronique peut s'intégrer parfaitement aux fonctions naturelles du corps.
Narutoshi Hibino, professeur de chirurgie à l'Université de médecine de Chicago et auteur co-correspondant de l'étude.
Applications : au-delà du cœur
Bien que les premiers tests aient été réalisés sur le tissu cardiaque, l'approche pourrait également être utilisée pour la neuromodulation, par exemple en stimulant les nerfs dans les troubles du mouvement comme la maladie de Parkinson, ou pour traiter la douleur chronique et d'autres troubles. Li a inventé le terme « produits photoélectroceutiques » pour ce domaine.
Le jour où ils ont testé pour la première fois le stimulateur cardiaque sur des cœurs de porc, très semblables à ceux des humains, reste gravé dans la mémoire de Tian : « Je me souviens de ce jour parce que cela a fonctionné du premier coup. C’est à la fois un miracle et le fruit de nos efforts considérables.
Un miracle à cœur ouvert.
