Le Pr Carpentier explique le cœur Carmat sous toutes les coutures

Vincent Bargoin

Auteurs et déclarations

22 janvier 2014

Paris, France – Amphi plein pour écouter les Prs Alain Carpentier et Christian Latrémouille (HEGP) lors des Journées Européennes de la Société Française de Cardiologie [1].

Le premier a parlé en inventeur, décrivant ce cœur-machine implanté pour la première fois chez l’homme le 18 décembre dernier. Le second s’est exprimé en chirurgien, évoquant le programme d’expérimentation animale, l’intervention chirurgicale elle-même, et le passage à l’homme.

Une nouveauté par rapport aux assistances ventriculaires existantes

Pr Alain Carpentier

La nouveauté qui défraye la chronique depuis un mois, est donc une machine, dont la mise au point a demandé les compétences de l’ingénierie, doublées de gros moyens. C’est d’ailleurs par un hommage à Jean-Luc Lagardère – par « devoir de mémoire » - et aux ingénieurs détachés par Matra sur le projet Carmat (Carpentier-Matra), que le Pr Carpentier a introduit son exposé.

Par quoi le cœur Carmat® se distingue-t-il des dispositifs d’assistance ventriculaire existants ?

Par trois aspects, a répondu le Pr Carpentier. Premièrement, le cœur Carmat® est définitif. Deuxièmement, il est physiologique. Troisièmement, ses parties mobiles sont recouvertes d’un matériau bioprothétique limitant le risque de thrombose.

Enfin, et c’est presque une quatrième particularité : le cœur Carmat® est monobloc.

« Il n’est pas éclaté, comme les cœurs actuels, entre moteur, structures et électronique », précise le Pr Carpentier. « seules les batteries sont à l’extérieur ».

Malgré un « travail de miniaturisation considérable », l’ensemble reste donc relativement volumineux. On sait d’ailleurs que le volume de la prothèse constitue une limite à son implantation dans la cage thoracique. « La forme choisie est implantable dans 70% des cas » précise le Pr Carpentier – « surtout les hommes », ajoute-t-il néanmoins. L’imagerie 3D permet de toutes façons de vérifier la faisabilité de l’implantation chez un patient donné, et de planifier l’intervention.

Le choix d’une contraction physiologique

Le caractère physiologique de la contraction est un autre aspect essentiel.

On sait que les dispositifs d’assistance ventriculaire actuels, implantés en principe en relai de transplantation, sont des turbines tournant à vitesse très élevée (>10 000 trs/min), et qui envoient le sang de manière continue dans la circulation. En relai de transplantation, le système fonctionne. Mais nul ne sait ce que peut résulter, au long cours, de l’absence de pulsation cardiaque.

Pour un cœur définitif, le choix a donc été fait d’un battement physiologique, assuré par deux moteurs indépendants, produisant une contraction de type visco-élastique dans les cavités qui font fonction de ventricules. Cette contraction visco-élastique évite « les à-coups évidemment délétères pour la circulation ». Le Pr Carpentier souligne par ailleurs avoir beaucoup tenu à cette caractéristique, qui, « dès le début, faisait partie du cahier des charges ».  

Résultat – et on ne peut manquer de sentir la patte du médecin dans le commentaire : « le cœur Carmat® a le même débattement extérieur qu’un cœur normal ; lorsque le chirurgien met la main sur la poitrine du patient, il a l’impression d’un cœur normal ».

Non thrombogène (ou le moins possible)

Reste l’histocompatibilité. Le Pr Carpentier, inventeur des bioprothèses valvulaires, qui exposent à un risque thromboembolique moindre que les valves mécaniques, est évidemment un bon connaisseur du problème.

Concrètement, dans le cœur Carmat®, les parties exposées au sang et en mouvement, c’est-à-dire les valves et la membrane de pulsion, sont faites, ou recouvertes de péricarde bovin. Les parties fixes sont simplement recouvertes de polytétrafluoroéthylène (alias le Téflon), comme de très nombreuses autres prothèses.

L’histocompatibilité n’est toutefois pas seulement question de matériaux. « Si l’on veut éviter les problèmes thromboemboliques, il faut aussi une hémodynamique parfaite », souligne le Pr Carpentier, en évoquant « un gros travail de modélisation des flux » pour éviter les tourbillons et autres hétérogénéités, propices aux caillots.

Deux heures d’autonomie, mais 5 ans de sécurité

Actuellement, l’une des principales limites de ce tour de force technologique, est liée aux batteries. D’une puissance de 30 watts, l’ensemble dispose d’une autonomie limitée à 2 heures. Le Pr Carpentier note toutefois que des recherches sont en cours sur des piles à combustibles, et que l’objectif est d’atteindre 16 heures d’autonomie.

En contrepartie, et puisqu’on en est aux durées, la sécurité de l’ensemble est garantie pour une durée de 5 ans au moins, avec des tests ad hoc effectués sur chacun des composants. « Il y a déjà bien assez de questions sur le plan biologique », remarque le Pr Carpentier. « Au moins, sur le plan de la mécanique et de l’électronique, c’est réglé ».

Un débit maximal de la pompe de 9 l/mn

Pr Christian Latrémouille

S’agissant maintenant de l’implantation proprement dite, les explications ont été données par le Pr Latrémouille qui, avec le Pr Daniel Duveau (CHU de Nantes) a supervisé le travail chez l’animal (veaux charolais) avant d’implanter le premier patient.

Entre décembre 2011 et juin 2013, 24 veaux charolais ont été implantés expérimentalement. « L’objectif était d’avoir l’approche chirurgicale la plus simple, la plus accessible possible à toute équipe ayant déjà une expérience de la transplantation cardiaque », explique le Pr Latrémouille.

Apparemment, le débit maximal du coeur Carmat® – 9 l/min – s’est révélé un peu juste pour des animaux de 110-120 kg.

Mais ces travaux ont permis à la fois de caractériser les vrais problèmes, et de résoudre certaines difficultés pratiques. « Nous nous sommes rendus compte que ce qui est important, finalement, ce n’est pas le débit cardiaque mais la perfusion tissulaire », souligne le Pr Latrémouille. « Au départ, on s’est focalisé sur le débit de la machine. Ensuite, on s’est intéressé à la saturation veineuse en O2, aux lactates, à la créatinine ».

Au chapitre des difficultés pratiques, le Pr Latrémouille mentionne l’indispensable débullage du cœur après implantation et avant démarrage.

Indépendamment de sa fonction d’apprentissage, la série animale avait un objectif précis. « L’ANSM avait demandé de prouver que le système n’est ni thrombogène, ni thombolytique », raconte le Pr Latrémouille. Et « c’était effectivement la bonne question », estime-t-il aujourd’hui.

Grâce au revêtement antithrombotique,  « on peut se permettre des fenêtres sans anticoagulation de plusieurs jours », précise-t-il encore. « La stratégie d’anticoagulation n’est cependant pas encore parfaitement définie, et reste évolutive ».

A un mois de la première transplantation

Le passage à l’homme remonte donc au 18 décembre dernier. « On en est maintenant à 30 jours, sans problème de prothèse », indique le Pr Latrémouille. On n’en saura pas plus : « nous sommes tenus par le contexte de l’étude, les exigences de l’ANSM et celles de la société Carmat », ajoute-t-il.

Ce patient est en fait le premier d’une étude de faisabilité, qui doit être menée chez un total de 4 patients, souffrant d’insuffisance cardiaque biventriculaire irréversible (FEVG < 30%), dont le pronostic vital est engagé, et non éligibles à la transplantation. Les critères de succès sont la survie du patient à 30 jours, le bon fonctionnement de la prothèse, et le maintien ou la normalisation de paramètres vitaux.

« Nous sommes en train de recruter ces 3 autres patients », a conclu le Pr Latrémouille. « Le cœur artificiel total bioprothétique Carmat® est aujourd’hui entré dans sa phase de développement clinique ».

Crédit photo : Carmat®

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