10 Octobre 2018  |  Technique médicale
Publié dans La Revue POLYTECHNIQUE 08/2018

Le Centre pour muscles artificiels inauguré à Neuchâtel

Le nouveau Centre pour muscles artificiels a été inauguré le 27 juin à Microcity en présence de Jean-Nathanaël Karakash, conseiller d’État neuchâtelois et de Martin Vetterli, président de l’EPFL. Ce centre va permettre à l’EPFL, en collaboration avec l’Hôpital de l’Île de Berne, puis l’Hôpital universitaire de Zurich, de développer un système d’assistance cardiaque moins invasif.

Un peu plus de six mois après la donation de 12 millions de francs de la Fondation Werner Siemens, le Centre pour muscles artificiels a été officiellement inauguré le 27 juin dernier au pôle d’innovation Microcity, à Neuchâtel. Jean-Nathanaël Karakash, conseiller d’État neuchâtelois en charge de l’économie et de l’action sociale et Martin Vetterli, président de l’EPFL ont fait le déplacement, de même que des membres de la Fondation Werner Siemens.
 
En plaçant le dispositif constitué du ressort et du polymère autour de l’aorte, le cœur pourra être soutenu dans sa tâche de pompage. (©Alain Herzog/EPFL)
 
 
Un système d’assistance cardiaque moins invasif
Cet ambitieux projet va permettre à l’EPFL, en collaboration avec l’Hôpital de l’Île de Berne, puis l’Hôpital universitaire de Zurich, de développer un centre pour muscles artificiels. Planifié durant les quatre années à venir, il consiste à développer un système d’assistance cardiaque moins invasif pour aider les cœurs défaillants, conséquence ultime de nombreuses maladies cardiaques. Dans une telle situation, seule une greffe ou un système d’assistance complexe permet de sauver les patients. La prothèse développée à l’EPFL n’entre pas en contact avec le sang, évitant notamment les problèmes d’hémorragie et de thrombose.
Dans une deuxième phase de projet, la reconstruction faciale viendra s’ajouter, qui permettra de recréer des expressions du visage. Un sphincter artificiel sera également développé à partir de la même technologie.
 
Les lames du ressort en titane mesurent seulement 0,1 mm. (©Alain Herzog/EPFL)
 
 
Un anneau placé autour de l’aorte
Depuis l’annonce de la création du Centre pour muscles artificiels en décembre dernier, celui-ci a véritablement pris corps. Dix personnes travaillent au sein de l’équipe du Laboratoire d’actionneurs intégrés (LAI) d’Yves Perriard pour développer un nouveau système d’assistance cardiaque moins invasif. Celui-ci consiste en un anneau placé autour de l’aorte, alimenté par un système à induction magnétique, qui permettra d’aider le cœur à pomper.
 
Un polymère et un ressort très particuliers
Plus concrètement, le dispositif imaginé se compose d’une série d’anneaux, conçus dans un polymère électroactif (PEA) diélectrique. Ce matériau a la propriété de se dilater lorsqu’on lui applique une tension et de se contracter lorsqu’il est relâché. Ces réactions étant immédiates, elles offrent ainsi un mouvement de va-et-vient qu’il est possible de contrôler en temps réel. Un mouvement qui ne serait pas suffisamment fort sans le ressort de haute précision développé au sein de l’entreprise H2i à Cortaillod, avec laquelle le Laboratoire d’actionneurs intégrés collabore.
«En décembre, nous savions déjà que le polymère électroactif diélectrique seul ne suffirait pas», explique Yoan Civet, collaborateur scientifique au LAI. Raison pour laquelle a été développé, puis breveté, cet étonnant ressort en titane, dont les lames mesurent seulement 0,1 mm. En plaçant ce dispositif constitué du ressort et du polymère autour de l’aorte, le cœur pourra ainsi être soutenu dans sa tâche de pompage.
 
Yoan Civet, Raphaël Mottet et Yves Perriard, du Laboratoire d’actuateurs intégrés (LAI) présentent le dispositif. (©Alain Herzog/EPFL)
 
 
Une étroite collaboration
Afin de développer ce système d’assistance, le Laboratoire d’actionneurs intégrés travaille en étroite collaboration avec le chirurgien cardiaque renommé Thierry Carrel, directeur et médecin-chef du Service universitaire de chirurgie cardio-vasculaire à l’Hôpital de l’Île de Berne.
«Pour le patient, cette technologie serait certainement moins invasive que les systèmes d’assistance cardiaque actuels, car elle n’interfère pas directement avec le flux sanguin, ni les cellules sanguines. On peut ainsi imaginer l’utiliser à des stades plus précoces que le font les techniques actuelles et aider ainsi le cœur avant qu’il subisse une défaillance fatale», explique le chirurgien.
En plus des dix personnes qui travaillent à développer la technique, le groupe de recherche du professeur Thierry Carrel, auprès de l’ARTORG Center for Biomedical Engineering et la section de chirurgie expérimentale du Département d’ingénierie biomédicale de l’Université de Berne apporteront une contribution importante au projet. Thierry Carrel suivra l’ensemble de la première étape, échelonnée sur quatre ans. Au terme de celle-ci, et uniquement après que les tests sur banc d’essai auront validé la technologie, le chirurgien implantera ce système chez des animaux. À l’issue de cette phase, les chercheurs sauront si la technologie est viable.
 
Un projet d’avenir
Président de l’EPFL, Martin Vetterli souligne: «C’est un projet d’avenir, au croisement de l’ingénierie et de la médecine. Je suis particulièrement heureux des collaborations universitaires qu’il initie, notamment avec l’Hôpital de l’Île». C’est d’ailleurs la typicité de ce projet qui a séduit la Fondation Werner Siemens. «Par cette donation, nous espérons vivement contribuer à une réussite dans le domaine des maladies musculaires, ceci dans le cadre des recherches menées au Centre pour muscles artificiels de l’EPFL. Ce projet d’avant-garde correspond parfaitement aux critères choisis par la Fondation», précise Hubert Keiber, son président.
 
Le ressort a été manufacturé chez H2i à Cortaillod. (©Alain Herzog/EPFL)
 
 
Après le cœur, l’expression faciale
Le projet ne s’arrêtera pas à l’assistance cardiaque. En effet, dans une deuxième phase, sur dix ans à partir de 2022, le Centre pour muscles artificiels développera d’autres volets dans différents domaines. Notamment un projet de sphincter urinaire et un projet de reconstruction de la musculature faciale, afin de redonner des expressions aux personnes victimes d’accidents, comme les grands brûlés, par exemple. Ce projet sera développé avec Nicole Lindenblatt, de la Clinique de chirurgie plastique et reconstructive de l’Hôpital universitaire de Zurich.
 
La Fondation Werner Siemens
La Fondation Werner Siemens soutient des projets de recherche techniques et scientifiques innovants dans les universités et les collèges, répondant aux normes les plus élevées. De manière sélective, elle soutient également des projets sélectionnés dans les domaines de l’éducation, de la formation et de la promotion des jeunes chercheurs.
 
Yves Perriard, directeur du LAI
Tél. 021 695 43 10
yves.perriard@epfl.ch
 
Thierry Carrel, médecin-chef, Hôpital de l’Île de Berne
Tél. 031 623 23 75
thierry.carrel@insel.ch


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