Greffes totales de cœur artificiel: avenir ou temps d’attente? /Journal médical étudiant RCSI

William MG Johnson1

Affiliations des auteurs
1RCSI étudiant en médecine

Royal College of Surgeons in Ireland Student Medical Journal 2011; 4 (1): 35-38.

Résumé
Les machines de transplantation cardiaque artificielles offrent désormais des options de traitement viables pour l’insuffisance cardiaque.
La pénurie d’organes de donneurs a créé un besoin de machines de transplantation artificielles. Ces machines présentent un succès croissant en fournissant une période de « pont vers la transplantation » pendant laquelle un organe donneur peut être trouvé. Maintenant, les cœurs artificiels ont amélioré leurs taux de survie à environ 80%. Il est possible que ces machines aient un rôle plus important à jouer à mesure que leurs coûts diminuent et que les améliorations technologiques augmentent la fiabilité. Cet article décrit les dernières avancées dans les cœurs artificiels et le rôle de ces dispositifs dans le traitement des maladies cardiaques à l’avenir. En outre, il y a une brève discussion sur les technologies concurrentes et leurs limites.

Mots clés: Artificiel, pont vers la greffe, cœur, SynCardia (CardioWest), greffe.

Introduction

L’insuffisance cardiaque est un syndrome défini par l’incapacité du cœur à éjecter suffisamment de sang pour répondre aux exigences du corps. Elle touche environ 20 millions de personnes dans le monde.1,2 Les options de traitement, pharmaceutiques et non pharmaceutiques, ont évolué au fil des ans, promettant une guérison. L’étalon-or actuel du traitement en ce qui concerne l’insuffisance cardiaque terminale est une greffe cardiaque totale (HTx).3 Avec seulement 10% des besoins totaux de transplantation dans le monde satisfaits en 2008, la conséquence de la mortalité est une réalité pour de nombreux patients en attente d’une HTx.4 Des premières machines de perfusion cœur–poumon aux dispositifs d’assistance ventriculaire gauche (LVAD) plus modernes, et maintenant aux greffes totales de cœur artificiel (TAHS), cette période, connue sous le nom de « pont vers la transplantation » (BTT), est considérablement moins associée à la mortalité.5 Depuis la mise en œuvre du TAH SynCardia, les taux de survie du pont à la transplantation sont passés de 46% à 79 %.6

Dans l’immédiat, ces dispositifs peuvent être étendus au-delà de leur utilisation uniquement en tant que dispositifs BTT pour une thérapie à plus long terme, tout comme les LVAD l’ont déjà fait. Il y aura bientôt une greffe totale permanente de cœur artificiel approuvée par la FDA comme thérapie de destination.7 Essais cliniques sont en cours sur le cœur implantable de remplacement (IRH) d’AbioCor, qui, dans une étude récente, a été implanté chez sept patients.7 Cependant, cela peut ne pas devenir un traitement de première intention, car des LVAD plus petits, une croissance d’organes in vitro et une thérapie de remplacement cellulaire in situ pourraient montrer des progrès substantiels dans la prévention et le traitement de l’insuffisance cardiaque.

Dispositifs d’assistance ventriculaire gauche

Le premier des traitements modernes de l’insuffisance cardiaque réside dans le développement de dispositifs d’assistance. Ceux-ci ont ouvert la voie au développement de mécanismes plus compliqués tels que le TAH. Ces appareils n’agissent pas pour prendre en charge l’action du cœur; ils réduisent plutôt le stress exercé sur le cœur, lui permettant de se reposer et de récupérer. Le développement de ces dispositifs s’est accéléré dans les années 1960 et 70 en raison des complications et de la mortalité associées aux HTX totaux précoces.8 L’évolution de la technologie des pompes a entraîné deux principaux types de dispositifs: les LVAD pulsatiles, où le sang est pompé à travers le dispositif interne via une pompe externe imitant l’action du cœur; et les pompes à débit continu (axiales et centrifuges), dans lesquelles un rotor à commande magnétique force le sang à travers le dispositif. Il est à noter que lorsqu’une pompe à débit continu est implantée, le patient utilisera un état anormal non pulsatile, ce qui pose des difficultés dans la mesure clinique du pouls et de la pression artérielle. Les deux types de dispositifs sont implantés dans le thorax et fixés via une canule au ventricule gauche et / ou droit (RVAD), pour finalement s’insérer dans l’aorte.8

La défaillance mécanique est un défi pour ces appareils et affecte principalement les parties mobiles de l’appareil. Une nouvelle approche est mise en œuvre dans les pompes à débit continu où les roulements à billes traditionnels sont remplacés par des suspensions hydrodynamiques et magnétiques.8 Cela ne permet qu’une seule pièce mobile, le rotor, diminuant finalement l’incidence de la défaillance mécanique. Cette tendance à la réduction du nombre de pièces mobiles peut être observée dans de nombreux dispositifs cardiaques.8 Une autre complication qui affecte un appareil cardiaque similaire est le risque de thromboembolie.6,8

À l’avenir, ces dispositifs devraient prospérer, non seulement en tant qu’alternative moins chère aux TAHs, mais aussi parce que des améliorations de conception, rendant ces dispositifs plus petits, les rendront moins invasifs.8 On peut prévoir que de futurs dispositifs seront mis en œuvre dans les premiers stades de l’insuffisance cardiaque, agissant de manière prophylactique pour prévenir l’avancement des maladies cardiaques.8

Greffe totale de cœur artificiel SynCardia

Le TAH SynCardia (également connu sous le nom de TAH CardioWest) est le seul TAH approuvé par la FDA sur le marché aujourd’hui et a été implanté chez environ 850 patients à ce jour.5 Le dispositif est composé de deux chambres symétriques dans lesquelles un diaphragme à entraînement pneumatique est enfoncé puis élevé, provoquant l’injection et l’éjection de sang à une vitesse allant jusqu’à 9,5 L / min.5 Ce système utilise le tonus musculaire et les mouvements du corps du patient pour modifier sa fraction d’éjection en réponse à l’exercice jusqu’à 30%.5 Cela permet une activité accrue du patient contrairement à des systèmes similaires. Comme les LVADS pulsatiles, l’appareil est fixé à un pilote pneumatique externe. Ce pilote est initialement non mobile et, lors de la récupération du patient, il peut être commuté sur un modèle mobile qui peut être transporté5 (figure 2).

FIGURE 1: Radiographie pulmonaire d’un patient avec un dispositif syncardique implanté mettant en évidence le remplacement des valves natives et du diaphargme pneumatique du dispositif. Notez les quatre valves prothétiques (A), deux diaphragmes (B) et les deux tubes en polyuréthane renforcé de bobines (C). (Avec l’aimable autorisation de Syncardia.com5) (Cliquez pour agrandir.)

FIGURE 2: Le pilote pneumatique portable vu ici attaché à un TAH SynCardia offre au patient une mobilité et permet au patient de rentrer chez lui jusqu’à la transplantation cardiaque. (Avec l’aimable autorisation de syncardia.com5) (Cliquez pour agrandir.)

L’implantation de la SynCardia TAH implique l’ablation bilatérale des ventricules ainsi que des quatre valves natives au niveau des jonctions valvulaires ventriculaires entre les oreillettes, l’artère pulmonaire et l’aorte (Figure 3a). Les oreillettes, l’artère pulmonaire et l’aorte sont ensuite conservées pour être attachées au TAH (Figure 3b). Les dispositifs de connexion rapide fixent ensuite le TAH aux parties résiduelles du cœur via des sutures, créant un contact pour le TAH (figure 3c). Enfin, le TAH est attaché et le début de la perfusion artificielle suit (Figure 3d).5

FIGURE 3: La séquence dans laquelle le cœur natif est retiré et la greffe totale de cœur artificiel SynCardia est placée. (Avec l’aimable autorisation de syncardia.com5) (Cliquez pour agrandir.)

FIGURE 4: Position anatomique de la SynCardia TAH et de ses transmissions pneumatiques. Les transmissions pénètrent dans le patient le long de la ligne claviculaire médiane gauche, à environ 5 cm en dessous de la marge costale. Le TAH se trouve dans le médiastin attaché aux oreillettes, à l’artère pulmonaire et à l’aorte. (Avec l’aimable autorisation de syncardia.com5) (Cliquez pour agrandir.)

Ce qui distingue le SynCardia TAH des autres dispositifs est sa capacité à éliminer les complications ventriculaires, valvulaires et électriques, telles que la tachycardie ventriculaire, la tachycardie sinusale et la fibrillation auriculaire, qui sont expérimentées avec les stimulateurs cardiaques.9,10 En outre, l’appareil présente certains avantages par rapport à l’utilisation des LVAD, tels que son application chez des patients présentant des thrombus intracardiaques récurrents, des shunts, des dommages structurels et des malformations congénitales.11

Comme pour toutes les prothèses, des complications inhérentes peuvent survenir, comme indiqué dans le tableau 1. Un nombre écrasant de patients contractent des infections post-procédurales, contribuant à un taux de mortalité pouvant atteindre 9% chez les patients infectés.9 Platis et coll. les infections respiratoires enregistrées jusqu’à 40%, les infections génito-urinaires jusqu’à 22% et les infections associées à la ligne d’insertion pneumatique jusqu’à 14% des patients post-opératoires.6 D’autres études ont enregistré des taux d’infection aussi bas que 20%.12 Le traitement antibiotique agressif est le traitement actuel de ces infections, mais l’augmentation de la résistance microbienne est un défi potentiel.12 Les résultats combinés de ces complications sont présentés chez des patients présentant une défaillance de plusieurs organes, ce qui a finalement entraîné une augmentation des taux de mortalité.12 De plus, la formation de thromboemboles intra-prothétiques constitue une menace sérieuse pour l’individu.6 Avec le traitement actuel impliquant l’utilisation d’un traitement anticoagulant, les saignements postopératoires constituent un risque important pour le patient.12 L’avenir attend avec impatience le développement de matériaux moins thrombogènes et donc de dispositifs pouvant éviter ces complications. L’utilisation de diaphragmes dans les futurs appareils est prometteuse, car moins de pièces mobiles peuvent augmenter la durabilité. Les développements à venir dans les technologies de correction de perfusion sont annoncés pour réduire de nombreuses complications, telles que celles associées à l’ischémie hépatique, rénale et mésentérique.12

Tableau 1. (Cliquez pour agrandir.)

Évaluation des coûts pour les systèmes de santé

Actuellement, la majorité des greffes de TAH sont financées par des fonds privés.13 Le prix actuel d’une greffe de SynCardia TAH est d’environ 150 000US US, comparativement au coût d’une LVAD de l’ordre de 100 000US US, selon le pays.13 La pression croissante exercée sur les centres de santé publique pour obtenir le meilleur traitement disponible se heurte aux contraintes budgétaires dans de nombreux pays. Il semble pragmatique d’adopter des approches plus réalisables de l’insuffisance cardiaque, telles que l’utilisation de traitements médicamenteux généralisés et moins efficaces. Ces traitements comprennent des régimes diurétiques qui n’offrent qu’une résolution modeste des symptômes du patient.2 Avec l’intérêt croissant de nombreuses sociétés de développement de prothèses et une demande croissante de technologies de transplantation cardiaque artificielle, il semble plausible que les appareils deviennent plus abordables.8 Néanmoins, il est irréaliste de dire que cette technologie sera disponible pour tous les patients souffrant d’insuffisance cardiaque à l’avenir.

Progrès futurs

Actuellement, le TAH est mis en œuvre comme traitement BTT plutôt que comme thérapie de destination. L’AbioCor IRH est en train d’obtenir l’approbation de la FDA, mais les complications associées aux événements thromboemboliques et à la formation de thrombus sur ses attaches auriculaires doivent être résolues avant de recevoir l’approbation du marché et des professionnels.6,7 Ce nouveau dispositif offre un système de transfert d’énergie transcutanée (TET) et un système de communication radio, évitant l’utilisation d’évents et d’orifices intra-abdominaux. Les autres caractéristiques comprennent la surveillance et le contrôle automatisés des vitesses du moteur, du débit de la pompe et de l’équilibre du débit au moyen d’un système de capteurs intra-abdominaux.7 Les futurs modèles de LVAD et de TAHs utiliseront ces caractéristiques de la transduction de courant transcutanée comme moyen d’alimenter les dispositifs, éliminant ainsi le besoin de placer la ligne intra-abdominale et réduisant l’infection de la ligne.7,14

D’autres technologies en cours de développement reposent sur l’augmentation de la postcharge du cœur en resserrant l’aorte. Le dispositif C-Pulse (Sunshine Heart Inc, Tustin, CA) repose sur un brassard gonflable qui se dilate par intermittence autour de la circonférence de l’aorte ascendante, augmentant ainsi le débit cardiaque.15 Cependant, l’utilisation de lignes intra-abdominales peut entraîner une septicémie linéaire qui peut avoir des conséquences dévastatrices, contribuant à un taux de mortalité d’environ 1%.9 Cela a été démontré dans l’étude de cas de Mitnovetski et coll.15

Avec la technologie actuelle, il est plausible que l’utilisation des TAH augmente, tout comme le développement de dispositifs présentant des défauts mécaniques plus faibles, un contrôle plus systémique, une liberté accrue du patient et moins de complications globales. Les machines de transplantation cardiaque artificielle offrent des options de traitement viables pour l’insuffisance cardiaque, de sorte que ce domaine médical justifie d’autres recherches et développements pour suivre le rythme de la technologie émergente.

Remerciements

Je tiens à remercier tous mes collègues de l’Hôpital privé St Vincent de Sydney, en Australie, et un merci spécial au Dr Frank Junius pour son aide et son mentorat.

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