Un implant chirurgical qui s’adapte à la croissance d’un enfant
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En général, les implants médicaux ont une taille fixe et cela pose des problèmes pour les utiliser chez les enfants. C’est pourquoi des chercheurs proposent une preuve à l’appui d’un implant médical qui s’adapte à la croissance d’un enfant. L’implant s’inspire du design d’un accessoire qu’on connait comme le piège à doigts chinois.
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Les implants médicaux peuvent sauver des vies en corrigeant les défauts de structure dans le coeur et d’autres organes. Mais jusqu’à maintenant, l’utilisation d’implants médicaux chez les enfants a été compliquée par le fait que les implants à taille fixe ne peuvent pas se développer en phase avec la croissance naturelle de l’enfant.
Pour répondre à ce besoin chirurgical, une équipe de chercheurs du Boston Children’s Hospital et du Brigham and Women’s Hospital a développé un implant adapté à la croissance conçue pour être utilisé dans une intervention chirurgicale cardiaque appelée annuloplastie de valve qui permet de réparer les valves mitrales et tricuspides dans le coeur.
À l’heure actuelle, les enfants, qui subissent des chirurgies cardiaques comme la réparation de valvules mitrale et tricuspide, peuvent nécessiter plusieurs chirurgies supplémentaires au cours de leur enfance pour réparer ou remplacer les fuites dans les valves cardiaques. Le nouvel implant, adapté pour la croissance, est destiné à améliorer la durabilité des réparations de valvules cardiaques pédiatriques tout en s’adaptant à la croissance d’un enfant en diminuant ainsi le nombre de chirurgies cardiaques nécessaires.
Au-delà de la réparation cardiaque, l’équipe de recherche affirme que la conception de leur implant tubulaire, publiée dans une preuve à l’appui dans Nature Biomedical Engineering, pourrait également être adaptée pour une variété d’autres implants réceptifs à la croissance dans tout le corps. 1
Les implants et les dispositifs médicaux sont rarement conçus pour les enfants et par conséquent, ils ne s’adaptent quasiment jamais à la croissance selon Pedro del Nido qui est co-auteur principal de l’étude et chef de la chirurgie cardiaque à Boston Children’s. Ainsi, nous avons créé un environnement où les personnes, ayant une expertise et un intérêt pour les dispositifs médicaux, peuvent collaborer à l’élaboration de matériel pour la chirurgie pédiatrique.
Crédit : Randal McKenzie
Après avoir vérifié de nombreux concepts différents pour un implant adapté à la croissance, l’équipe s’est inspirée du design tressé d’un accessoire appelé comme le piège à doigts chinois pour créer une preuve à l’appui sur une annuloplastie à valve. La conception de l’implant se compose de 2 composants : un noyau dégradant, biopolymère et une douille tubulaire tressée qui s’allonge au fil du temps en réponse aux forces de traction exercées par les tissus croissants environnants selon Eric Feins qui est co-premier auteur sur le papier. À mesure que le biopolymère interne se dégrade, le manchon tubulaire devient plus mince et s’allonge en réponse à la croissance native des tissus.
Pour créer le noyau dégradant, l’équipe de Karp a recommandé l’utilisation d’un polymère biologique extra-rigide qui commence à s’éroder sur sa surface après l’implantation. Le polymère lui-même est composé de composants qui existent déjà dans le corps humain. En ajustant la composition du polymère, nous pouvons régler le noyau pour se dégrader de façon prévisible pendant un temps prédéterminé selon Karp, co-auteur principal de l’étude.
Le design de ce type de piège à doigts chinois a été utilisé pour créer l’implant cardiaque s’adaptant à la croissance d’un enfant
Sur la base des données expérimentales présentées par l’équipe de del Nido et Karp, la société de dispositifs biomédicaux CryoLife Inc, développe déjà son concept dans un implant d’annuloplastie pour la réparation de la valvule cardiaque pédiatrique. En combinaison avec l’extérieur en manche tressé, ce concept d’implantation en 2 parties pourrait avoir de nombreuses applications médicales pour améliorer la chirurgie valvulaire cardiaque chez les enfants selon Del Nido.
La conception du manchon tressé développé par l’équipe de del Nido et Karp ne partage pas seulement une ressemblance avec un piège à doigts chinois, mais également une structure organique qui existe dans la nature. Nous avons résolu l’adaptation à la croissance avec un concept qui existe déjà dans la nature. La pieuvre possède une capacité spéciale à étirer ses bras dans les fissures et les espaces confinés entre les roches pour chercher ses proies selon Yuhan Lee qui est co- premier auteur de l’étude et chercheur en matériaux chez BWH. Il peut le faire grâce à des fibres croisées de tissu conjonctif semblable à la tresse qui permet un allongement simultané et un diamètre rétractable de ses bras ce qui lui permet d’étendre sa portée 2 à 3 fois au-delà de la longueur du bras d’origine. Ce type de mouvement d’allongement se retrouve également dans la structure tissulaire naturelle des intestins et de l’oesophage des mammifères.
