La prochaine génération de greffons aortiques

Publié par Isabelle le 06/02/2020 à 08:00
Source: Université McGill

Vue du trajet de l'aorte en rouge
Illustration WikimediaCommons
Dans une étude récente, des chercheurs de l'Université McGill ont évalué les propriétés physiques dynamiques de l'aorte humaine, ce qui pourrait conduire à la mise au point (Graphie) de greffons capables d'adopter le comportement de la plus grosse artère (Une artère (du grec αρτηρία, artêria) est un vaisseau qui conduit le sang du cœur aux poumons ou aux autres tissus de l'organisme.) de l'organisme.

Marco Amabili, titulaire d'une chaire de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension...) du Canada et professeur au Département de génie mécanique (Dans le langage courant, la mécanique est le domaine des machines, moteurs, véhicules, organes (engrenages, poulies, courroies, vilebrequins, arbres de transmission, pistons, ...), bref, de tout ce qui produit ou transmet un...) de l'Université McGill (L’Université McGill, située à Montréal au Québec, est une des universités les plus anciennes au Canada.), et son équipe ont utilisé un dispositif expérimental pour comparer les greffons en Dacron - prothèses vasculaires utilisées en remplacement des aortes défectueuses - à l'aorte humaine. Les greffons en polyester, ont-ils constaté, sont extrêmement rigides et n'augmentent pas de volume (Le volume, en sciences physiques ou mathématiques, est une grandeur qui mesure l'extension d'un objet ou d'une partie de l'espace.) lorsqu'ils reçoivent le sang (Le sang est un tissu conjonctif liquide formé de populations cellulaires libres, dont le plasma est la substance fondamentale et est présent chez la plupart des animaux. Un humain adulte est...) en provenance du coeur.

"Comme les greffons sont très rigides, ils provoquent plusieurs problèmes cardiovasculaires, explique le Pr Amabili. C'est un peu comme si on greffait au patient (Dans le domaine de la médecine, le terme patient désigne couramment une personne recevant une attention médicale ou à qui est prodigué un soin.) une aorte malade au lieu d'une aorte saine."

Au moyen de lasers, les chercheurs ont mesuré le déplacement ( En géométrie, un déplacement est une similitude qui conserve les distances et les angles orientés. En psychanalyse, le déplacement est mécanisme de défense déplaçant la valeur, et finalement le sens En architecture navale, le...) dynamique (Le mot dynamique est souvent employé désigner ou qualifier ce qui est relatif au mouvement. Il peut être employé comme :) d'aortes humaines provenant de coeurs prélevés aux fins de transplantation; les aortes étaient reliées à un circuit fermé conçu pour reproduire le flux (Le mot flux (du latin fluxus, écoulement) désigne en général un ensemble d'éléments (informations / données, énergie, matière, ...) évoluant...) sanguin généré par les pulsations cardiaques.

Publiés récemment dans la revue Physical Review X, les résultats montrent que la capacité d'expansion de l'aorte varie grandement selon l'âge, l'augmentation du diamètre (Dans un cercle ou une sphère, le diamètre est un segment de droite passant par le centre et limité par les points du cercle ou de la sphère. Le diamètre est aussi la longueur de ce segment. Pour...) allant de 2 % seulement (donneur âgé) à environ 10 % (jeune donneur). Par ailleurs, il y a un léger retard entre le moment où s'exerce la pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée à la surface sur laquelle elle s'applique.) de pulsation et l'expansion de l'aorte, ce qui a pour effet de régulariser le flux sanguin. Or, ce retard diminue avec l'âge.

"Nous en savions peu sur le comportement dynamique de l'aorte humaine. Les données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) dont nous disposions avaient été obtenues par des moyens effractifs, c'est-à-dire par l'insertion de cathéters pour l'exploration (L'exploration est le fait de chercher avec l'intention de découvrir quelque chose d'inconnu.) échographique des mouvements de l'aorte chez l'être humain pendant la prise de la tension (La tension est une force d'extension.) artérielle. Il s'agissait donc de données au repos, précise le Pr Amabili, auteur en chef de l'étude. "Dans nos expériences, nous avons simulé les effets de la pression artérielle (La pression artérielle correspond à la pression du sang dans les artères. On parle aussi de tension artérielle, car cette pression est aussi la force exercée par le sang sur la...) et du flux sanguin pour comprendre comment réagit l'aorte tant au repos que pendant un effort intense."

Cette étude nous procurera de précieuses indications sur les matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets.) à utiliser pour la conception d'une nouvelle génération de prothèses aortiques aux propriétés biomécaniques semblables à celles de l'aorte humaine.

"Notre étude a le potentiel de grandement améliorer la qualité de vie (La qualité de vie d’une population est un enjeu majeur en sciences économiques et en science politique. On utilise les notions proches d’utilité et de bien-être. Elle est mesurée par de...) de jeunes patients chez qui l'on installe une prothèse (Une prothèse est un dispositif artificiel destiné à remplacer un membre, un organe ou une articulation.) aortique puisqu'aujourd'hui, ils doivent subir plusieurs chirurgies puisque les prothèses doivent à la longue être remplacées, explique Isabella Bozzo, une ancienne étudiante à la maîtrise (La maîtrise est un grade ou un diplôme universitaire correspondant au grade ou titre de « maître ». Il existe dans plusieurs pays et correspond...) sous la supervision du professeur Amabili. Ces chirurgies sont très invasives et le rétablissement très douloureux, donc on espère développer des prothèses synthétiques plus durables."

En outre, en caractérisant la dynamique de l'aorte humaine, on comprendra sans doute mieux l'apparition et la progression de nombreuses maladies vasculaires, notamment l'athérosclérose, l'anévrisme (Un anévrisme ou anévrysme (du grec ancien, ἀνεὐρυσμα, « dilatation »)...) de l'aorte et la dissection aortique.

L'étude

L'article "Nonlinear Dynamics of Human Aortas for Material Characterization ", par M. Amabili, P. Balasubramanian, I. Bozzo, I. D. Breslavsky, G. Ferrari ( Automobiles et motos Ferrari, constructeur automobile italien dont le nom provient de son fondateur Enzo Ferrari. Scuderia Ferrari, l'écurie de course du constructeur. Ferrari,...), G. Franchini, F. Giovannniello et C. Pogue, a été publié dans la revue Physical Review X.

Les travaux ont été financés par le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada et la Fondation canadienne pour l'innovation.

L'Université McGill

Fondée en 1821 à Montréal (Montréal est à la fois région administrative et métropole du Québec[2]. Cette grande agglomération canadienne constitue un centre majeur du...), au Québec, l'Université McGill figure au premier rang ( Mathématiques En algèbre linéaire, le rang d'une famille de vecteurs est la dimension du sous-espace vectoriel engendré par cette famille. Le théorème du rang lie le rang et la dimension du noyau d'une application linéaire...) des universités canadiennes offrant des programmes de médecine (La médecine (du latin medicus, « qui guérit ») est la science et la pratique (l'art) étudiant l'organisation du corps humain (anatomie), son fonctionnement...) et de doctorat (Le doctorat (du latin doctorem, de doctum, supin de docere, enseigner) est généralement le grade universitaire le plus élevé. Le titulaire de ce grade est...). Année (Une année est une unité de temps exprimant la durée entre deux occurrences d'un évènement lié à la révolution de la Terre autour du Soleil.) après année, elle se classe parmi les meilleures universités au Canada et dans le monde (Le mot monde peut désigner :). Établissement d'enseignement (L'enseignement (du latin "insignis", remarquable, marqué d'un signe, distingué) est une pratique d'éducation visant à développer les...) supérieur renommé partout dans le monde, l'Université McGill exerce ses activités de recherche dans deux campus (Un campus (du mot latin désignant un champ) désigne l'espace rassemblant les bâtiments et l'infrastructure d'une université ou d'une école située hors d'une ville. Ce terme inclut ainsi les...), 11 facultés et 13 écoles professionnelles; elle compte 300 programmes d'études et au-delà de 40 000 étudiants, dont plus de 10 200 aux cycles supérieurs. Elle accueille des étudiants originaires de plus de 150 pays (Pays vient du latin pagus qui désignait une subdivision territoriale et tribale d'étendue restreinte (de l'ordre de quelques centaines de km²), subdivision...), ses 12 800 étudiants internationaux représentant 31 % de sa population étudiante. Au-delà de la moitié des étudiants de l'Université McGill ont une langue maternelle autre que l'anglais, et environ 19 % sont francophones.

Contact:
Justin Dupuis - Service de relation avec les médias (On nomme média un moyen impersonnel de diffusion d'informations (comme la presse, la radio, la télévision), utilisé pour communiquer. Les médias permettent de diffuser une information vers un grand nombre d'individus sans...) - justin.dupuis at mcgill.ca
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