Exploiter la puissance du rythme cardiaque pour recharger son stimulateur ou « les batteries du coeur », c’est la grande idée de cette équipe du Collège de Dartmouth (US) : elle a mis au point un dispositif de moins de 2 cm de diamètre qui capte et convertit l'énergie cinétique du cœur en électricité pour alimenter une large gamme de dispositifs implantables. Ce développement astucieux présenté dans la revue Advanced Materials Technologies va trouver sa première application logique dans une nouvelle génération de stimulateurs cardiaques.
Une large application à terme, alors que la vie de millions de personnes dépend de stimulateurs cardiaques, défibrillateurs et autres dispositifs implantables, aujourd’hui alimentés par des piles, qui doivent être remplacées tous les 5 à 10 ans. Des remplacements qui nécessitent une intervention chirurgicale pénible, coûteuse et à risques de complications et d’infections.
Il fallait y penser, mais le mouvement du cœur est si puissant qu'il peut fournir l’énergie nécessaire pour recharger des dispositifs qui sauvent la vie, en maintenant le rythme cardiaque justement. Cette étude financée par les National Institutes of Health (NIH) montre comment l’énergie cinétique du cœur peut être convertie en électricité pour alimenter un dispositif implantable, grâce cette invention d’ingénieurs de la Thayer School of Engineering de Dartmouth. Ce concept apporte ainsi une solution au problème ultime de tout dispositif biomédical implantable. John X.J. Zhang, professeur d'ingénierie à Dartmouth avait ainsi recherché avec son équipe le moyen de créer ou d’obtenir une source d’énergie efficace pour que le dispositif remplisse sa fonction pendant toute la vie du patient, sans besoin d’intervention chirurgicale pour remplacer la pile. Mais il fallait aussi que l’appareil n'interfère pas avec les fonctions du corps, soit biocompatible, léger, flexible et discret, qu'il s'adapte non seulement à la structure des stimulateurs actuels, et, en même temps qu’il puisse évoluer pour accueillir une multifonctionnalité d’avenir…
Il exploite l’énergie cardiaque et en plus capte des données : Le travail de l'équipe propose de modifier les stimulateurs cardiaques pour exploiter l'énergie cinétique du fil conducteur relié au cœur, en ajoutant un matériau, un type de film polymère piézoélectrique mince appelé « PVDF » qui, lorsqu'il est conçu avec des structures poreuses peut convertir même un petit mouvement mécanique en électricité. Ce module offre un avantage supplémentaire, il peut également être utilisé comme capteur pour permettre la collecte de données pour une surveillance en temps réel des patients.
Ce stimulateur automatique pourrait être disponible d’ici quelques années : les ingénieurs estiment que d’ici environ 5 ans, le processus préclinique pourrait être achevé et il serait possible alors d’obtenir l'approbation réglementaire.
Source: Advanced Materials Technologies 8 Jan 2019 DOI : 10.1002/admt.201970002 Energy Harvesting: Flexible Porous Piezoelectric Cantilever on a Pacemaker Lead for Compact Energy Harvesting (Visuel Patricio R. Sarzosa, Thayer School of Engineering)
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Équipe de rédaction Santélog Mar 14, 2019Rédaction Santé log