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Des bio-ingénieurs ont développé un patch prototype qui fait le même travail que les tissus cardiaques. Ce patch résiste aux exigences mécaniques et imite les propriétés de signalisation électriques qui permettent aux cœurs de pomper le sang de façon rythmique dans le corps. Leur travail nous rapproche essentiellement d’un design fonctionnel qui pourrait réparer un cœur endommagé.

Réparer un cœur après une crise cardiaque

Un homme sur six et une femme sur sept dans l’UE subiront une crise cardiaque à un moment donné de leur vie. Dans le monde, les maladies cardiaques tuent plus de femmes et d’hommes – quelle que soit leur race, que toute autre maladie.
Les patchs cardiaques tapissés de cellules cardiaques peuvent être appliqués chirurgicalement pour restaurer le tissu cardiaque chez les patients dont les tissus ont été retirés après une crise cardiaque et pour réparer les malformations congénitales chez le nourrisson et l’enfant.
Mais l’objectif final de cette recherche, est de créer des patchs sans cellules qui peuvent restaurer le battement synchrone des cellules cardiaques, sans altérer le mouvement du muscle cardiaque.
Il est difficile de concevoir des matériaux de remplacement pour les tissus cardiaques, car il s’agit d’un organe qui se déplace et se contracte constamment. Les exigences mécaniques du muscle cardiaque ne peuvent pas être satisfaites en utilisant des polymères thermoplastiques à base de polyester, qui sont principalement les options actuelles pour les applications biomédicales.
Cependant, la fonctionnalité des polymères thermoplastiques pourrait être mise à profit par sa géométrie structurelle. Les bio-ingénieurs ont ensuite entrepris de fabriquer un patch qui pourrait contrôler l’expansion d’un matériau dans plusieurs directions et l’ajuster en utilisant une approche de conception technique.

Il a été enduit d’un polymère polypyrrole électroconducteur

Ce patch a été fabriqué par électro-écriture en fusion – une technologie de base de Spraybase® – qui est reproductible, précise et évolutive. Il a été également enduit d’un polymère polypyrrole électroconducteur pour fournir une conductivité électrique tout en maintenant la compatibilité cellulaire.
Ce patch a résisté à des étirements répétés, ce qui est une préoccupation dominante pour les biomatériaux cardiaques, et a montré une bonne élasticité, pour imiter avec précision cette propriété clé du muscle cardiaque.
« Essentiellement, notre matériel répond à de nombreuses exigences. Ce matériau est actuellement approuvé pour l’utilisation de dispositifs médicaux. Sa conception permet le mouvement du cœur qui pompe et a été fonctionnalisé pour s’adapter à la signalisation entre les tissus contractiles isolés. », explique le professeur Monaghan, auteur principal du document.

Il peut reproduire toutes les fonctionnalités du tissu cardiaque

« Nos patchs électroconducteurs prennent en charge la conduction électrique entre les tissus biologiques dans un modèle ex vivo. Ces résultats représentent donc une étape importante vers la génération d’un patch bio conçu capable de reproduire toutes les fonctionnalités du tissu cardiaque – à savoir un mouvement mécanique synchrone et la signalisation électrique. », ajoute le Dr Dinorath Olvera, première auteure du document.
Cette recherche a été publiée dans Advanced Functional Materials.
Source : Trinity College Dublin
Crédit photo : Pixabay