Une équipe de l’Université de Nouvelle-Galles du Sud (UNSW Sydney), en Australie, vient de présenter un modèle innovant de cœur robotique souple. Selon nos confères de Journal du Geek, ce dispositif est capable de reproduire avec une grande précision le fonctionnement de la partie gauche du cœur humain, incluant ses structures internes les plus complexes.

Publiés dans les revues scientifiques Nature Communications et Advanced Science, ces travaux pourraient marquer une avancée majeure pour la médecine cardiovasculaire. Le cœur artificiel, composé de silicone et de muscles artificiels, intègre des valves, des muscles papillaires et des cordages tendineux, reproduisant ainsi les mouvements de contraction et de torsion caractéristiques du muscle cardiaque.

Ce qu'il faut retenir

  • Un cœur robotique conçu par l’UNSW Sydney reproduit la partie gauche du cœur humain avec ses valves, muscles papillaires et cordages tendineux.
  • Le dispositif utilise des membranes en silicone et des muscles artificiels actionnés par pression hydraulique pour imiter les contractions cardiaques.
  • Les chercheurs peuvent simuler des pathologies comme le prolapsus mitral ou la régurgitation mitrale en ajustant la tension des muscles artificiels.
  • Le modèle permet également de reproduire certains symptômes de l’insuffisance cardiaque à fraction d’éjection préservée (HFpEF).
  • Ce cœur artificiel pourrait servir à tester des équipements médicaux avant leur utilisation sur des patients ou des animaux.

Un cœur robotique aux multiples fonctionnalités

L’équipe de l’UNSW Sydney a développé un système hybride combinant mécanique et hydraulique. Les cavités cardiaques sont formées par des membranes en silicone, tandis que des muscles artificiels, contrôlés par pression hydraulique, reproduisent les mouvements de contraction et de torsion du cœur humain. Autant dire que la complexité du système dépasse largement les simples pompes mécaniques utilisées jusqu’à présent.

L’un des atouts majeurs de ce prototype réside dans sa capacité à simuler des dysfonctionnements cardiaques. En ajustant la tension des muscles artificiels contrôlant la valve mitrale, les chercheurs peuvent reproduire des pathologies telles que le prolapsus mitral ou la régurgitation mitrale. Dans ce dernier cas, une partie du « sang » repart dans la mauvaise direction, exactement comme chez les patients atteints de cette pathologie.

Des résultats proches du fonctionnement cardiaque naturel

Pour valider leur prototype, les chercheurs ont effectué des mesures de pression, de débit et des échographies. Les résultats obtenus sont remarquablement proches du comportement d’un cœur humain. Lorsque la valve fonctionne normalement, les valeurs mesurées restent dans les normes physiologiques. En revanche, dès qu’une pathologie est simulée, on observe une augmentation du reflux sanguin, accompagnée d’une diminution de la pression et du débit en sortie, conformément aux observations cliniques.

Le modèle a également permis de reproduire certains symptômes de l’insuffisance cardiaque à fraction d’éjection préservée (HFpEF), une forme d’insuffisance cardiaque qui représente environ 50 % des cas. En réduisant la capacité du cœur artificiel à se détendre entre deux battements, les chercheurs ont observé un remplissage plus lent des cavités et une pression interne plus élevée, des caractéristiques typiques de cette pathologie.

Une plateforme pour tester les innovations médicales

L’objectif principal de ce cœur robotique est de servir de plateforme de test pour les nouvelles technologies médicales. Les chercheurs ont déjà fait circuler un cathéter robotique souple à l’intérieur de leur prototype, capable de détecter ses contacts avec les structures en mouvement. Ce dispositif pourrait permettre d’évaluer la sécurité et l’efficacité de futurs implants ou instruments avant leur utilisation sur des patients, voire sur des animaux.

À plus long terme, l’équipe envisage même de fabriquer des cœurs artificiels personnalisés à partir des données d’imagerie d’un patient. « Cela permettrait aux médecins de tester plusieurs implants, tailles ou réglages avant une intervention », a précisé l’un des chercheurs. Une perspective qui ouvre la voie à une médecine cardiovasculaire plus précise et mieux adaptée aux besoins individuels.

« Notre modèle est une preuve de concept, mais il ouvre des perspectives inédites pour la recherche et le développement en cardiologie. »
Un chercheur de l’UNSW Sydney, cité par Journal du Geek

Et maintenant ?

Si ce cœur robotique représente une avancée prometteuse, les chercheurs insistent sur le fait qu’il s’agit encore d’une « preuve de concept ». Plusieurs défis restent à relever, notamment l’amélioration des matériaux, des systèmes de contrôle et de la compatibilité avec l’imagerie médicale. De plus, le modèle devra être soumis à davantage de données cliniques avant de pouvoir envisager une utilisation chez l’humain. Pour l’heure, aucune date n’a été avancée pour les premiers essais sur des patients, mais les prochaines étapes devraient être annoncées d’ici la fin de l’année 2026.

Une chose est sûre : ce prototype pourrait bien révolutionner les méthodes de test en cardiologie, réduisant ainsi les risques pour les patients et accélérant le développement de nouvelles thérapies. Reste à savoir si, à terme, il permettra de fabriquer des cœurs artificiels sur mesure, adaptés à chaque individu.