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Un cœur robotique sur mesure

Une équipe de chercheurs du MIT a mis au point un cœur artificiel fabriqué à partir d’une encre polymère extensible, imprimée en 3D en utilisant un modèle informatique basé sur les propres images médicales d’un patient. Le résultat permet de reproduire le rythme cardiaque de cette personne et aider les médecins à trouver le meilleur traitement.

La procédure consiste d’abord à convertir les images médicales du cœur d’un patient en un modèle informatique tridimensionnel, que les chercheurs impriment ensuite en 3D à l’aide d’une encre à base de polymère qui peut se presser et s’étirer une fois durci. Le résultat est une coquille douce et flexible dans la forme exacte du cœur de cette personne. L’équipe peut également utiliser cette approche pour imprimer l’aorte d’un patient, l’artère principale qui transporte le sang du cœur vers le reste du corps.

Pour imiter l’action de pompage du cœur, l’équipe a fabriqué des manches similaires à des poignets de pression artérielle qui s’enroulent autour d’un cœur imprimé. Le dessous de chaque manche ressemble à du papier bulle à motifs précis. Lorsque le manchon est connecté à un système pneumatique, les chercheurs peuvent régler le flux d’air pour gonfler rythmiquement les bulles du manchon et contracter le cœur, reproduisant la capacité du patient à pomper le sang.

« Nous imprimons non seulement l’anatomie du cœur, mais nous reproduisons également sa mécanique et sa physiologie », déclare la professeure en génie mécanique Ellen Roche, qui a dirigé une équipe ayant développé en 2020 un cœur hybride biorobotique.

Les chercheurs peuvent également gonfler un manchon séparé entourant une aorte imprimée pour restreindre le vaisseau. Cette constriction, disent-ils, peut être réglée pour imiter la sténose aortique – une condition dans laquelle la valve aortique se rétrécit, ce qui amène le cœur à travailler plus dur pour forcer le sang à travers le corps.

En fin de compte, affirme Ellen Roche, les répliques pourraient aider à développer et à identifier des traitements idéaux pour les personnes ayant une anatomie cardiaque particulièrement distinctive, qui se développe souvent au fur et à mesure que les cœurs et les vaisseaux sanguins travaillent pour surmonter la fonction compromise.
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