Pacemaker : le cœur doit générer lui-même l'électricité
Tout le contenu de est vérifié par des journalistes médicaux.MunichLes stimulateurs cardiaques sauvent des vies. Le hic sur les horloges électriques dans le coffre : Si votre batterie s'épuise, une opération s'impose. Cela pourrait changer bientôt : les chercheurs veulent utiliser les mouvements du cœur pour générer l'énergie nécessaire.
Des mini-générateurs fournissent de l'électricité
Le défi particulier de la nouvelle technologie : Les mini-générateurs nécessaires pour cela doivent générer suffisamment d'électricité, mais ne doivent pas rendre le travail des organes plus difficile. À cette fin, l'équipe dirigée par John A. Rogers de l'Université de l'Illinois a développé des types d'équipement complètement nouveaux. Ils sont basés sur des fils extrêmement fins en titanate de zirconate de plomb (PZT), qui possède des propriétés électromagnétiques spéciales. Si les fils sont déformés, une tension électrique est créée - cet effet est appelé piézoélectricité. Les fils sont enfermés dans un matériau biocompatible. Disposés à plat les uns à côté des autres, ils travaillent ensemble pour générer de l'énergie.
Matière ultra souple
Le meilleur endroit pour les petits générateurs d'électricité : le cœur lui-même. "C'est un endroit parfait pour générer de l'énergie mécanique car il est constamment en mouvement", explique Rogers, responsable de l'étude. Pour leurs expériences, les chercheurs ont fixé les mini-générateurs à plat sur la paroi externe du cœur. De plus, les mouvements de pompage du muscle font que les fils PZT dans les appareils sont constamment pliés et redressés - générant ainsi de l'électricité. "Pour s'assurer que le travail du cœur n'est pas altéré, les appareils utilisés devraient être ultra-souples", précise le chercheur.
Dans un premier temps, les scientifiques ont appliqué des cellules vivantes du muscle cardiaque de rats aux appareils du laboratoire. Ils ont ainsi pu s'assurer que les fournisseurs d'énergie n'émettaient aucune substance toxique. Ils ont testé la résilience des appareils en les pliant 20 millions de fois et en les remettant dans leur position d'origine.
Batteries chargées
Ce n'est qu'alors que les scientifiques ont implanté les générateurs d'énergie directement sur le cœur, les poumons et le diaphragme des porcs, des moutons et des vaches. De cette façon, ils ont réussi à générer suffisamment d'énergie pour alimenter un stimulateur cardiaque.
Cependant, l'affaire n'est pas totalement exempte de risques : « Nous savons que les appareils fonctionnent, mais nous n'avons pas d'expérience à long terme avec eux », explique Rogers. Il ne pense pas qu'il y aura de problèmes. Des tests correspondants devraient encore s'en assurer. Un risque potentiel serait, par exemple, que le revêtement des structures plomb-zirconate-titanate puisse fuir. Dans ce cas, il y aurait une matière toxique sur le cœur. (cf)
Source : John A. Rogers , : Récupération et stockage d'énergie piézoélectrique conforme à partir des mouvements du cœur, des poumons et du diaphragme
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