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PINILLA Pauline DEWANCKER NOEL Clémence

1S1 Lycée Chrestien de Troyes

LES ALTERNATIVES A LA GREFFE DU COEUR


EN QUOI LES AVANCEES TECHNOLOGIQUES PEUVENT ELLES PALLIER AU DYSFONCTIONNEMENT DU COEUR ?


Introduction: le fonctionnement du cœur humain

Partie 1 Les cas mineurs, dysfonctionnement d'une partie du cœur -Les valves cardiaques artificielles mécaniques I- Rôle des valves cardiaques II- Invention des valves cardiaques artificielles mécaniques III- Composition et fonctionnement des différentes prothèses IV- Pose d'une valve artificielle mécanique

-Les pacemakers ou stimulateur cardiaque I-Le fonctionnement du stimulateur cardiaque A- Invention B- Fonctionnement et composition II- Vivre avec un pacemaker A- L'intervention chirurgicale B- Après l'intervention

Partie 2 Les cas majeurs, besoin d'un remplacement total : - Le cœur artificiel I- Les pathologies cardiaques conduisant au cœur artificielle II- Les cœurs artificiels temporaires A-Les systèmes abandonnés B- Les systèmes utilisés III- Un cœur artificiel définitif: l'espoir Carmat

CONCLUSION


INTRODUCTION : Le cœur est un organe logé à l'intérieur du thorax entre les deux poumons. C'est un organe creux dans lequel circule le sang. Chez l'être humain le cœur se contracte environ 75 fois par minute pour propulser le sang dans tout le corps. La paroi cardiaque est constituée de trois couches musculaires distinctes : le péricarde, le myocarde, et l'endocarde. Le myocarde constitue la plus grande partie du cœur et est responsable de sa contraction ; on l'appelle aussi « le muscle cardiaque ». Les deux autres couches musculaires se positionnent de part et d'autre du myocarde (péricarde à l'intérieur, endocarde à l'extérieur). Le septum est la solide paroi du muscle qui coupe le cœur en deux parties ; un cœur droit et un cœur gauche. Chaque moitié du cœur est divisée en deux parties, une oreillette et un ventricule, par des valves auriculo-ventriculaires. (cœur gauche : valve mitrale ; cœur droit : valve triscupide). Elles font passer le sang des oreillettes vers les ventricules lorsqu'ils sont relâchés et empêchent le sang de remonter dans les oreillettes quand les ventricules se contractent. D'autres valves (les sigmoïdes) séparent les ventricules des artères elle permettent au sang de passer dans les artères lors de la contraction des ventricules (cœur gauche vers l'aorte et cœur droit vers l'artère pulmonaire).


Le cycle cardiaque se divise en deux temps : –la systole (phase de contraction du myocarde et de propulsion du sang) –la diastole (phase de relâchement et de remplissage du cœur) On peut décomposer le cycle cardiaque en trois phases : –Une systole auriculaire: période du cycle pendant laquelle les oreillettes se contractent pour chasser le sang dans les ventricules. A la fin de la systole auriculaire, les valves mitrale et tricuspide se referment afin d'empêcher le reflux de sang dans les oreillettes. –Une diastole auriculaire : commence dès le début de la systole ventriculaire. En se contractant, la masse ventriculaire (systole ventriculaire) agrandit le volume de la pompe auriculaire qui aspire le sang veineux. –La systole ventriculaire : contraction des ventricules (la pression augmente). Les valves aortiques s'ouvrent alors et le sang est éjecté dans les artères. A la fin de cette systole ventriculaire la pression chute, les valves sigmoïdes se referment tandis que les valves mitrale et tricuspide s'ouvrent. –La diastole générale : entraîne une chute générale de pression dans les cavités cardiaques, qui a pour effet : - de fermer passivement les valvules sigmoïdes et la communication avec l'aorte (pression dans l'aorte supérieure à la pression diastolique dans le ventricule). La pompe ventriculaire se trouve donc vide avec une pression qui tend vers la négative ; - d'aspirer dans l'oreillette gauche le sang pulmonaire - d'ouvrir les valvules auriculo-ventriculaires (pression dans le ventricule inférieur à la pression dans l'oreillette) - de réaliser l'aspiration par la cavité ventriculaire d'une partie du sang contenu dans la cavité auriculaire. Très rapidement l'effet aspiratif est remplacé par un remplissage passif sous l'effet de la pression veineuse (oreillette et ventricule sont en communication à ce stade). Ces quatre phases se déroulent en environ 0,8 sec.


Schéma du cycle cardiaque

Outre l'aspect mécanique du cœur, il existe aussi un versant électrique assuré par le tissu nodal dit « entraîneur cardiaque ». Il est à l'origine de la contraction automatique du myocarde. Il permet la contraction du cœur sans aucune stimulation extérieure. Le cœur est et doit être capable d'assurer un débit cardiaque suffisant pour apporter à l'organisme tout les nutriments et l'oxygène dont il a besoin. (ce qui correspond au volume de sang éjecté par chacun des ventricules en une minute.)


Cependant, dans certains cas le cœur n'est plus capable de remplir cette mission. La moindre défaillance dans ce système complexe empêche la circulation correcte du sang, ayant des conséquences sur le fonctionnement du corps en entier. Pour rétablir ce dysfonctionnement, les Hommes ont depuis plusieurs siècles essayé de trouver des alternatives. Avec les avancées technologiques, ils ont pu perfectionner leurs inventions et les rendre réellement utilisables et efficaces, pouvant ainsi palier au dysfonctionnement du cœur mineur, et majeur. Nous allons premièrement étudier le cas des valves cardiaques artificielles mécaniques puis celui du pacemaker pour les cas mineurs, puis pour les cas majeurs nous verrons le cas du cœur artificiel, remplaçant entièrement le cœur.


Partie 1 les dysfonctionnements mineurs Valves Cardiaques artificielles mécaniques Dans le monde 2% de la population souffre d'une valvulopathie, c'est à dire un dysfonctionnement d'une valve. Avec le vieillissement de la population, cette maladie ne cesse de s’accroître. Il peut s'agir soit d'un rétrécissement valvaire (appelé sténose) : la valve ne s'ouvre pas correctement ou soit d'une insuffisance valvaire: la valve ne se ferme pas correctement, ce qui provoque une circulation anormal du sang dans une valve ou un manque d’étanchéité des valvules. Ce manque d'étanchéité perturbe donc l'écoulement sanguin dans tout le corps. Le cœur contient 4 valves: la valve pulmonaire, la valve tricuspide, la valve aortique et la valve mitral. Elles sont composées de 2 ou 3 valvules qui s'ouvrent et se referment alternativement pour laisser passer le sang d'une cavité à l'autre et empêcher le reflux de sang, selon des jeux de pression à l’intérieur des cavités du cœur. Un dysfonctionnement d'une de ces quatre a des répercussions sur tout le cœur, ainsi que sur le corps en entier.

Il est donc nécessaire de trouver une solution pour atténuer, ou même réparer complètement ce dysfonctionnent. Or, il n'existe aucun traitement pour qu'une valve atteinte se répare par elle même. La seule option est la greffe d'une valve cardiaque artificielle mécanique ou biologique ( formé à partir de tissu naturel animal.) Dans notre sujet, nous allons parler uniquement de la greffe de valve cardiaque artificielle mécanique, comme étant une avancée technologique.


I Rôle des Valves Cardiaques Les valves cardiaques ont pour rôle de faire circuler le sang dans un unique sens à travers le cœur. Le sang riche en oxygène en provenance des poumons est envoyé de l'oreillette gauche vers le ventricule gauche, par l’intermédiaire de la valve mitrale. Lorsque le ventricule gauche se contracte le sang est envoyé vers l'aorte par l’intermédiaire de la valve aortique, pour être reparti dans le corps. Simultanément, le sang pauvre en oxygène renvoyé pas le corps remplit l'oreillette droite qui se contracte et envoie le sang dans le ventricule droit par l’intermédiaire de la valve tricuspide. Le ventricule gauche se contracte à son tour et transmet le sang à l'artère pulmonaire par l’intermédiaire de la valve pulmonaire, où il est envoyé vers les poumons pour se recharger en oxygène. Ce mécanisme se réalise en une seule période, ce qui représente environ 0,8 seconde. Lorsque ce mécanisme ne se fait plus correctement il est vital de le traiter. Dans les cas où les dommages sont mineurs la maladie peut être traitée à l'aide de médicaments, mais dans les pires cas, il faut remplacer la valve endommagée. Les cause principales sont les infections ( endocardite), les maladies cardiaques rhumatiques, les malformations congénitales, les maladies spécifiques de la valves mitrales ou aortiques ou le vieillissement et l'usure normal.

Le fonctionnement des valves cardiaques dépend des différences de pression entre les deux cotés de la valve. Pour mesurer cette pression, on utilise un micro-cathéter que l'on introduit dans une des veines ( en principale celle du pli du coude), puis qui va suivre la circulation du cœur pour aboutir au cœur droit ou gauche. Elle se calcule en millimètre de mercure: 1 mmHg = 133 Pa

Pour mesurer les échanges de flux sanguins dans le cœur on utilise la technique d’échocardiographie qui est une échographie du cœur. C'est une technique d'imagerie médicale qui utilise les ultra sons. Avec l'échocardiographie, on peut alors mesurer les dimensions des valves lors de la systole et de la diastole pour voir si elles fonctionnent correctement et remplissent bien leur fonction sans anomalie.


II-Invention de la valve artificielle mécanique Depuis le 5eme siècle, les valves cardiaques sont étudiées comme peut nous le montrer les dessins retrouvés de Léonard de Vinci. Cependant, c'est le 13 juillet 1912 qu'à lieu la première dilatation manuelle d'un sténose aortique d'une valve aortique, réalisée par les chirurgiens Théodore Tuffier et Alexis Carrel. Harken, en 1959, implante une prothèse mécanique à bille qu'il avait conçue lui même, dans l'aorte d'un patient souffrant d'une insuffisance cardiaque. Suite à l'avancée de la médecine, c'est en 1960 qu'a lieu la première implantation humaine d'une valve artificielle ( bioprothèse ), en position aortique et mitrale. L’opération est alors réalisée quotidiennement dans les cliniques. En 1965, Carpentier et Binet réalisent la première implantation hétérogreffe porcine, puis en 1969 les premières prothèses mécaniques à disque oscillant apparaissent. Douze ans plus tard, ces dernières sont remplacées par des prothèses mécaniques à double ailette qui seront commercialisées en 1981. Depuis, le remplacement de valve cardiaque est devenu l'une des interventions les plus courantes dans la chirurgie cardiaque. Aujourd'hui, 280 000 remplacements valvaires sont réalisés à travers le monde chaque année.

III- Composition et fonctionnement des différentes prothèses Comme nous l'avons vu précédemment, il existe deux types de prothèses valvaires: les prothèses biologiques et les prothèses artificielles. Les prothèses artificielles sont les plus utilisées pour les personnes de moins de 65 ans. Il en existe 3 types: les prothèses à billes, n'étant plus utilisées aujourd'hui, les prothèses à mono-disque basculant, et les prothèses à double ailette, étant les plus utilisées, et les préférées des chirurgiens. Elles sont composées principalement de carbone pyrolitique, accompagné d'un alliage de titane ou de graphite. Elles se présentent sous la forme d'un anneau rigide et circulaire parfaitement géométrique qui est recouvert de Dacron ou de Teflon tréssé pour permettre l'ancrage des sutures.

Les prothèses à bille: Constituée d'une bille en Silastic oscillant dans une cage de deux arcs fixés sur l'anneau. Le flux sanguin passe autour de la bille. Cette valve est robuste, et est peu utilisée aujourd'hui.


Les prothèses à mono disque basculant :

Un seul disque qui ouvre la valve lorsqu'elle bascule. Elles ne sont plus utilisées aujourd'hui.

Les prothèses à double ailette : Constitué d'ailettes en polycarbonate qui forment un angle à 85° lorsqu'elles sont ouvertes. Le flux sanguins passent par les deux orifices sur les cotés, ainsi que dans le rectangle du milieu, entre les deux ailettes. Cette prothèse permet une optimisation des performances hémodynamiques. ( propriété physique du flux sanguins en mouvement dans le système cardio vasculaire ). Ce sont les plus utilisées aujourd'hui.

Types de valves A bille Monodisque basculant

Double disque basculant

Quelques Marques Starr-Edwards Sutter Allcarbon (Sorin) Bjork-shiley Medtronic-Hall Bicarbon (Sorin) St Jude Medical Carbomedics Edwards-Duromedics


Les prothèses mécaniques ont une durée de vie très longues, et sauf en cas de problème d'adaptation ou de détérioration des matériaux, elles n'ont pas besoin d’être changées. La détérioration peut être due à l'usure du matériau (principalement du carbone) ou à la fracture d'un composant de la prothèse (imperfection des soudure ou des structures mécaniques). De plus, les caractéristiques d’écoulement du sang avec une valve artificielle mécaniques sont très proches de celles des valves cardiaques naturelles. Cependant, l’inconvénient principal de ces valves mécaniques est qu'un traitement anticoagulant doit être pris tout au long de la vie du patient, pour fluidifier le sang et empêcher la création de caillot.

IV- Pose d'une valve artificielle mécanique: L'intervention, sous anesthésie générale, dure 2 à 4 heures, parfois plus en cas de remplacement de plusieurs valves. Le chirurgien incise la paroi thoracique au niveau du sternum, met les Vaisseaux en liaison avec une machine de circulation extracorporelle qui va assurer l'oxygénation du sang. Il peut ensuite arrêter artificiellement l'activité cardiaque, par exemple en refroidissant le coeur jusqu'à ce que celui-ci passe en fibrillation des ventricules . Il retire ensuite la valvule malade, en respectant bien sa zone d'attache, et fixe à sa place la prothèse sur le même anneau. Quand tout est parfait, il remet le cœur en route avec un défibrillateur (c'est un appareil qui délivre un choc électrique pour remettre les cellules cardiaques en phase, le cœur reprend alors son activité coordonnée normale) et il supprime la liaison avec la circulation extracorporelle.


PACEMAKER OU STIMULATEUR CARDIAQUE

Comme nous le savons, le cœur est un muscle fonctionnant indépendamment et ayant son propre circuit nerveux, qui permet la contraction simultanée des oreillettes et ventricules. Le sang peut donc être pompé et expulsé correctement. C’est le rôle du nœud sinusal, qui est le stimulateur naturel du cœur. Cependant, dans quelques cas ce circuit électrique connait quelques défaillances, engendrant des complications du rythme cardiaque. Soit le cœur bat trop lentement, on parle de bradycardie, ou il peut s’arrêter quelques instants. Cela peut provenir du vieillissement naturel du cœur, le rythme du circuit électrique est alors ralenti avec l’âge, de maladies congénitales, de rétrécissement aortique ou à la suite d’un infarctus. Dans ces cas, le corps n’est plus suffisamment irrigué car le sang ne circule plus assez vite, la personne concernée est donc prise d’essoufflements, de malaises, de syncopes, et de fortes pertes d’énergies. Soit le cœur bat trop rapidement, on parle de tachycardie. A l’inverse de la bradycardie, la fréquence cardiaque du patient est trop rapide, due à l’anxiété ou au stress. Une prise de médicament régulant le rythme cardiaque peut provoquer une chute brutale du rythme cardiaque. C‘est lors de ces « petits » dysfonctionnements du cœur qu’intervient le pacemaker, aussi appelé stimulateur cardiaque.

I Le fonctionnement du stimulateur cardiaque Le pacemaker est une révolution dans le domaine de la cardiologie. En effet, il ne permet pas de guérir des dysfonctionnements du cœur mais permet de les atténuer grandement, et ainsi d’améliorer la vie des patients.


1- Invention En 1780, Luigi Galvani un chercheur italien démontre que la stimulation électrique d’un nerf permet la contraction du muscle qui lui est relié. Au début du 20eme siècle sont menées les premières tentatives de stimulation du cœur par voix externe. C’est en 1951 que le canadien John Hopps créé le premier stimulateur cardiaque externe à des fins médicales, trop volumineux pour être implanté dans le corps. Son invention révolutionnera le monde de la cardiologie. En 1958, deux médecins suédois implantent leur nouveau stimulateur cardiaque plus petit.

Medecin écoutant le cœur d’un jeune patient qui bat à nouveau normalement après l’implantation d’un pacemaker en 1961. Ce n’est que dans les années 1970 que le stimulateur cardiaque est programmable par un boitier externe, et qu’il comprend deux sondes. Aujourd’hui, plus de 30 000 stimulateurs cardiaques sont implantés en France chaque année, de plus en plus perfectionnés par la progression technologique. 2- Fonctionnement et composition De nos jours le pacemaker est un petit concentré de technologie mesurant de 9 à 10 cm² et pesant entre 12 et 15 grammes, implanté juste sous la peau dans une poche en dessous de la clavicule droite au niveau de l'épaule. Il est composé de deux parties: le boitier et les sondes (de 1 à 3 selon les besoins du patient).


Le boitier est composé: • d’une source d’énergie, soit d’une batterie ou d’une pile non rechargeable au lithium car c’est le plus léger. Cette pile délivre de faibles puissances électriques de l’ordre de microwatt, suffisant pour stimuler le cœur par l’intermédiaire des électrodes. • d'un système de détection de l'activité électrique du cœur pour que le pacemaker ne fonctionne qu'en cas de défaillance cardiaque • d'un système électronique permettant de délivrer des impulsions électriques • d'une mémoire permettant d'enregistrer différentes données comme la charge de la pile, la résistance des sondes,... • d'une antenne radiofréquence permettant la communication de données à travers la peau vers un dispositif externe • parfois, d'un capteur d'activités du patient permettant d'accélérer la fréquence cardiaque en fonction de l'effort physique Les sondes sont composées : • d’un câble conducteur • d’une gaine isolante Les sondes appelées aussi électrodes ont pour rôles de détecter le rythme cardiaque et d’envoyer des pulsions électriques lorsqu’elles sont nécessaires à des endroits précis du cœur. Elle se fixe au muscle de deux façons. De façon active, c'est-à-dire qu’une vis est implantée dans le muscle cardiaque directement, ou de façon dites passive, c'est-à-dire que des barbillons sont présents à l’extrémité mais se fixe passivement.


Le pacemaker ne se met en route que lorsqu’il détecte un rythme cardiaque trop faible, il envoie alors à des endroits précis du cœur de légères impulsions électriques. Selon les besoins du patient, le pacemaker ne contient pas le même nombre de sondes, il en existe 3 types : • le pacemaker monochambre : il est constitué d’une seule sonde branchée sur l’oreillette ou la ventricule de la partie droite ou gauche du cœur. • Le pacemaker doublechambre : il est constitué de deux sondes branchées sur un couple oreillette-ventricule. • Le pacemaker triplechambre : il est constitué de trois sondes permettant de synchroniser les ventricules droit et gauche.

Pacemaker monochambre

Pacemaker doublechambre

II Vivre avec un pacemaker 1- L'intervention chirurgicale L’intervention chirurgicale est devenue très simple du fait de son déroulement très fréquent. Elle se fait sous anesthésie locale la plus part du temps, mais peut aussi se faire sous anesthésie générale. Le principe est simple, le chirurgien réalise une incision au niveau du pli de l’épaule qui servira à implanter le pacemaker et les sondes. Les sondes seront dirigées vers les endroits précis du cœur ou devront se faire les impulsions électriques, dans les veines sous contrôle radioscopique. Il implante ensuite le boîtier sous la peau préalablement décollée puis recoud le patient. L’opération dure environ 45 minutes et est très bien supportée. Le patient ne sera hospitalisé que quelques jours. Durant ces quelques jours de nombreux examens seront pratiqués, tels que des radiographies, électrocardiogrammes ou échographies.


2- L'après opération : Quelques jours après l’opération, les informations concernant le rythme cardiaque du patient et d'autres données seront enregistrées dans la mémoire du pacemaker par le biais d'une machine externe par le chirurgien, et serviront de programmation. On pourrait penser qu'un pacemaker serait sensible aux ondes des appareils dans la vie quotidienne du patient, mais non, puisqu'ils sont équipés d'un dispositif de protections des interférence. Par conséquence, les appareils électroménagers n'ont aucune influence sur la programmation du circuit du pacemaker. Le seul inconvénient du pacemaker est qu'il doit être changé tous les 8 à 10 ans.


PARTIE 2 Les cas majeurs, besoin de remplacement total Le cœur artificiel Certaines pathologies cardiaques sont si graves quelles nécessitent un remplacement d'une grosse partie du cœur. Ce remplacement se fait par le biais de prothèses cardiaques appelées « cœurs artificiels ». Il en existe deux types : les systèmes de cœurs artificiels pneumatiques et les rotatifs. Nous allons expliquer leurs fonctionnement et voir les pathologies cardiaques qui mènent à une greffe de prothèse cardiaque. Nous verrons également que les progrès technologiques nous offriront, dans un avenir assez proche, une alternative à la greffe de cœur non négligeable.

I- Les pathologies cardiaques conduisant au cœur artificiel Tout dysfonctionnement du cœur engendre des pathologies cardiaques qui selon leur gravité porteront ou non sur l'indication d'un cœur artificiel en l'attente d'une greffe. - L'infarctus du myocarde : c'est la mort d'une zone plus ou moins étendue du myocarde. Les cellules de cette parcelle du muscle cardiaque atteintes sont dans l'incapacité de se contracter par manque d'apport en oxygène. Le myocarde est vascularisé grâce aux artères coronaires, lorsqu'elles se bouchent le myocarde n'est plus irrigué, il ne reçoit plus de sang et manque donc d'oxygène. Un infarctus du myocarde est plus ou moins grave en fonction de son étendue : plus l'artère bouchée irrigue une zone importante ou étendue, plus l'infarctus est grave. Tout le fonctionnement de la pompe cardiaque peut en être altéré. Le tout produit une insuffisance cardiaque plus ou moins importante, des contractions anormales ou anarchiques.


–L'insuffisance cardiaque sévère : Cette défaillance peut être le reflet d’une anomalie de la contraction du muscle cardiaque ventriculaire (dysfonction systolique) ou de remplissage (dysfonction diastolique), voire des deux mécanismes. Ainsi la seule solution à cette défaillance est la transplantation. L'insuffisance cardiaque est l'une des maladies cardiaques les plus courantes. Elle touche 6 millions d’Européens (le double en 2020) . 120 000 français en sont atteints et 20 000 d'entre eux en meurt.

- Cardiomyopathies hypertrophiques en phase ultime : C'est une forme de cardiomyopathie (maladie du muscle cardiaque) dans laquelle il existe une hypertrophie plus ou moins importante du muscle cardiaque soit une augmentation globale de son poids. L'hypertrophie fait alors plus ou moins obstacle au libre passage du sang durant l'éjection systolique.


- Les malformations cardiaques génétiques - Les échecs pré-opératoire d’une intervention à cœur ouvert du fait d’une hémorragie incontrôlable. Le développement des transplantations à la fin des années 60 a reflété le besoin d'avoir à disposition un cœur artificiel, que ce soit dans l'attente d'un donneur, lors de rejets de greffes ou en cas de chirurgie cardiaque. Il existe deux cœurs artificiels possibles : le cœur artificiel temporaire et le cœur artificiel définitif.

II- Les cœurs artificiels temporaires A-Les systèmes abandonnés

Les cœurs artificiels temporaires sont utilisés pour une assistance du ventricule droit ou gauche, ou encore pour une une assistance bi-ventriculaire. Dans cette partie, nous allons voir les principaux cœurs artificiels créés et qui ont été remplacés par d'autres cœurs artificiels plus performants technologiquement parlant.

Le jarvik pneumatique

7,

un

cœur

Le Jarvik 7 doit son nom à son premier concepteur le Docteur Robert Jarvik et a été conçu pour fonctionner comme un cœur naturel. Les substituts ventriculaires sont implantés dans la cage thoracique et branchés sur les oreillettes du cœur naturel ce qui fait du Jarvik 7 un cœur artificiel interne. Il est composé de deux ventricules pneumatiques intrathoraciques, deux canules qui traversent la peau au niveau du thorax : les lignes d'activation transthoraciques, d'un générateur d'air comprimé externe et d'une console. Les deux lignes d'activation relient les deux ventricules aux lignes d'activation. Existant en deux modèles de contenances différentes (70cm3 et 100cm3), le cœur artificiel s'adapte à l'anatomie thoracique du patient. Les ventricules se composent de deux réservoirs (un rempli d'air, l'autre de sang) séparés par un diaphragme en polyuréthane. Le réservoir sanguin est muni de valve anti-retour semblables aux valves aurico-ventriculaires. L'air contenu dans le deuxième réservoir gonfle la membrane à intervalles réguliers chassant le sang dans les artères


comme un cœur normal, ce qui explique le choix du polyuréthane qui est une matière souple. Les ventricules sont reliés au massif cardiaque par deux collerettes auriculaires souples tandis que le cœur artificiel est relié aux artères grâce à deux tubes en dacron (nylon extensible diamétralement). La console pneumatique apporte l'énergie nécessaire au fonctionnement des ventricules et est elle-même alimentée par une source d'air comprimé de 3,5 à 7 bars. La console est composée d'un régulateur qui permet de régler les pressions d'activation des prothèses gauche et droite. Un espace de vide est adjoint pour assurer un certain degré d'aide au remplissage de la prothèse ventriculaire. Un régulateur de fréquence permet de varier le rythme des pressions et des dépressions. La console est couplée à un microordinateur qui permet de surveiller les débits cardiaque et systolique, les courbes de remplissage et d'éjection des ventricules ainsi que le stockage des différentes informations.

Ce cœur artificiel permet aux patients de rester en vie dans l'attente parfois longue d'une véritable greffe cardiaque. Cependant le patient a une mobilité restreinte due à la console et à l'ordinateur qui doivent restés couplés ; il doit en effet rester à l’hôpital pour avoir tout le matériel et la surveillance nécessaires. De plus, les lignes d'activation transthoraciques apportent un risque considérable d'infection. Notons aussi que l'appareil comprime les poumons et les oreillettes causant des difficultés respiratoires et circulatoires. C'est en raison de son encombrement et des nombreux morts d'infections que le Jarvik 7 n'est plus utilisé.


Le cœur rotatif à pompe Cora Les avantages d'un tel système seraient l’absence de valves ou de points morts, un bon rendement énergétique et une adaptation aux besoins respiratoires du patient, qui pourrait ainsi varier son activité. Cette pompe se base sur une dérive du moteur de Wankel : une hypocycloïde. Elle remplacera un ventricule ou le cœur entier selon le type de défaillance. Une pompe a deux corps peut aussi être fabriquée pour aider la circulation des deux ventricules : une hypotrochoïde. La pompe Cora est alors créée sur ce modèle par le professeur Monties dans les années 1985.

Moteur Wankel

Le biomatériau la composant est une céramique bicarbonnée choisie pour ses qualités biomécaniques et sa biocompatibilité. Le moteur entraînant le rotor en forme d'ellipsoïde autour d'un excentrique est fabriqué en titane. Le rotor contenant des aimants est relié à l'axe d’entraînement de la pompe tandis que le stator contient les bobines et les sondes de Hall qui commandent le moteur. Le débit de la pompe varie du fait qu'il dépend de la fréquence cardiaque. L'excentrique entraîne le rotor qui est guidé par deux pignons. Ce système a été testé sur un animal. Il a été relié aux oreillettes par des tubes en PVC et un fil électrique traversait la peau pour alimenter la pompe. L'hémodynamique observée était satisfaisante, cependant de graves risques de coagulation et d'hémolyse ont été observés. C'est pourquoi ce modèle n'a pas été retenu pour être utilisé sur des humains. Ce système de cœur rotatif est très intéressant par rapport aux cœurs pneumatiques : il est moins encombrant, ne possède pas de valves et ne fait pas de bruit ; de plus il remplit son rôle d'assistance cardiaque. Cependant il apporte d'importants risques de coagulation et d'hémolyse.


Un autre système d'assistance cardiaque Une autre alternative consiste en l'implantation d'un hélice de type vis sans fin dans la ventricule gauche. Ce système (conçu par R. Wampler en 1985) permet d'aspirer le sang du ventricule vers l'aorte. L'hélice mesure 9mm de long et est introduite en passant par l'artère fémorale grâce à un cathéter souple. Elle est entrainée à une vitesse de 25 000tr/min par un câble protégé par une gaine en téflon relié à un moteur électrique extracorporel. Cette pompe permet de soulager le ventricule défaillant de façon considérable mais elle reste très compliquée à insérer. De plus, il existe un risque élevé de formation de caillots dans la cavité ventriculaire et le débit sanguin est insuffisant (presque diminué de moitié par rapport à un cœur normal). Ainsi, son fonctionnement n'excède pas quelques jours.

B-Les systèmes utilisés

Le Thoratec Le Thoratec est un cœur artificiel pneumatique. Il se forme d'une ou deux prothèses ventriculaires assurant un débit pulsatile. Chacun des ventricules de la prothèse est semblable à un sac composé d'une partie souple en polyuréthane insérée à l'intérieur d'une coque rigide. Un débit unidirectionnel est assuré par deux valves mécaniques. Le compartiment pneumatique et le ventricule sont séparés par un diaphragme en polyuréthane qui assure également le contrôle du volume et sert de chambre de sécurité. De l'huile de silicone est utilisée pour lubrifier les surfaces des sacs et ainsi éviter une quelconque abrasion entre le diaphragme et le ventricule. Le diaphragme du sac pneumatique possède un aimant qui permet de détecter le remplissage complet du ventricule grâce à un contacteur à effet Hall placé dans la coque rigide. Lorsque le contact s'effectue, le système pneumatique est activé électriquement, entraînant ainsi la vidange du ventricule grâce à l'ouverture des valvules. Les ventricules sont reliés au patient par deux jeu de canules spécifiques au système Thoratec. L'oreillette possède une canule droite ou une canule gauche selon le site d'insertion du patient. Il y a aussi une canule artérielle (au niveau de la racine de l'aorte ou du tronc de l'artère pulmonaire) et une canule apicale (située dans la point du ventricule gauche). La canule de l'oreillette existe en deux longueurs différentes et la canule ventriculaire existe en trois configurations.


La console a deux modules d'activation. Chaque module est dans la capacité d'activer si besoin les deux ventricules. Il comprend deux compresseurs : le premier permettant de vider périodiquement le ventricules lorsqu'il est totalement rempli ; le second assurant un vide améliorant la qualité du remplissage ventriculaire. Le système électrique fonctionne sur le secteur ou par batteries fournissant une autonomie de seulement quarante minutes. Il y a deux modules de fonctionnement : en mode asynchrone à fréquence fixe déterminée ou en mode plein vide à fréquence variable (selon l'activité du patient). Le monitoring comprend, pour chaque ventricule, la pression d'activation (comprise entre 10 et 25cmHg), le vide, le calcul du temps de remplissage ventriculaire, le débits obtenu et les signaux d'alarme (pression trop élevée ou trop basse, etc) Le système portable assure pleinement son rôle d'assistance ventriculaire, et ne pesant que 7kg il est un excellent substitut à la console. Cela permet au patient d'acquérir une autonomie non négligeable. Ce système est contrôlé par un microprocesseur interne. Il peut fonctionner avec deux batteries au lithium, une batterie classique ou être branché au secteur. Les batteries permettent une autonomie d'une heure. Une seule pompe permet la prise en charge des deux ventricules et fournit la pression d'activation et le vide. Il permet également les deux modes que procure la console. Beaucoup plus dans l'air du temps grâce à la miniaturisation des matériaux et le développement des technologies, le Thoratec connaît beaucoup d'avantages. Il permet notamment au patient de marcher ou de faire du vélo. Il reste néanmoins plutôt encombrant et les batteries ne permettent qu'une autonomie de durée restreinte.


Le Novacor Le Novacor est une assistance du ventricule gauche ayant des résultats très prometteurs (125 patients vivants plus d'un mois sur 187 opérés). La prothèse consiste en une pompe moteur compacte implantable dans la cage thoracique pour palier au dysfonctionnement myocardique et dans l'attente d'une greffe. C'est une chambre en polyuréthane de surface lisse, le polyuréthane étant choisi pour sa souplesse. Elle est reliée au cœur natif par des tubes en dacron. Lorsque que le cœur se contracte, il se vide vers la pompe en passant par un conduit d'admission reliant la pompe et la pointe du ventricule gauche. Bloqué par une valve prothétique d'origine porcine, le sang ne peut pas retourné vers le cœur. La pompe et l'aorte ascendante sont reliées par un conduit d'éjection. Ainsi, lorsque la poche souple en polyuréthane de la pompe se contracte, le sang est renvoyé à travers ce conduit vers l'aorte et le reste de l'organisme. Une deuxième valve porcine placée à l'entrée du conduit d'éjection empêche que le sang retourne vers la pompe. Les ventricules restent connectées, grâce à un câble électrique percutané qui traverse la peau de la paroi abdominale, à une source électrique et un contrôleur qui maîtrise le fonctionnement de la pompe. Le contrôleur est paramétré par un ordinateur qui peut aussi recevoir et montrer des informations en provenance de la pompe.


L'énergie nécessaire au fonctionnement général du complexe peut-être fournie par le courant de distribution dans le cas où le contrôleur est branché à une prise de courant murale, ou par batteries portables et rechargeable. Les batteries permettent une autonomie de quatre heures pour un poids de seulement un kilo ce qui permet alors au patient une mobilité non négligeable. L'intervention chirurgicale reste lourde et non sans risques. De plus, elle se suit d'une surveillance post-opératoire immédiate et de longue durée. Le patient devra prendre un traitement anticoagulant adapté pour éviter toute formation de caillots dans la pompe. Les risques de formation de caillots et d'infections et les contrôles réguliers qu'ils imposent restent les principaux problèmes de l'assistance Novacor. En conclusion, les résultats de l'expérience mondiale de l'assistance cardiaque dans l'attente de la greffe montrent que nous sommes à presque 70% d'efficacité ce qui est très prometteur pour la suite de l'évolution des prothèses cardiaques. Expérience mondiale de l'assistance dans l'attente de la greffe Type Nombr Sevré Vivants (plus d'un Efficacité totale d'assistance e s mois) (%) Ventricule gauche

187

138

125

90

Ventricule droit

5

2

0

0

Bi-ventriculaire

167

113

77

68

Divers

37

12

6

50

"Jarvik"

191

135

66

48

Total

584

400

274

68


III- Un cœur artificiel définitif, l'espoir Carmat Vivre avec un cœur artificiel, c'est le défi qu'Alain Carpentier a tenté de relever en créant le premier cœur artificiel définitif en 2012. Bardé de technologies, il est censé battre plusieurs années.

Le concept La prothèse est suturée sur les oreillettes du patient. Elle contient deux ventricules artificiels qui reproduisent la fonction pompe du myocarde grâce à une pompe hydraulique à moteur électrique. Chaque ventricule est constituée de deux compartiments séparés par une membrane souple. Le premier compartiment est relié à la circulation sanguine, l'autre est rempli d'huile de silicone contenant la pompe. Quand la pompe augmente la pression de l'huile de silicone contre la membrane, le sang contenu dans l'autre compartiment est rejeté à l'extérieur du ventricule pour intégrer la circulation générale. Au contraire, lorsque la pompe aspire l'huile, la membrane s'incurve dans l'autre sens faisant revenir le sang dans le ventricule. Les valves s'ouvrent et se ferment synchroniquement afin de garder une circulation cardiaque normale. Le sang oxygéné en provenance des veines pulmonaires arrive dans le ventricule gauche et est renvoyé par l'aorte pour aller irriguer les organes. Dans le ventricules droit, le sang chargé en CO 2 est propulsé dans les poumons par l'artère pulmonaire. Le débit sanguin correspond aux besoins que demande l'activité du patient qui est mesurée grâce aux variations de pression sanguine au niveau de l'arrivée des veines.

Position de la greffe de la prothèse


Correspondance des valves du vrai cœur et des valves de la prothèse

Contraction des membranes

Les exploits technologiques relevés L'autonomie Une pile au lithium-ion de 40 watts portée à la ceinture et reliée au cœur par un connecteur branché derrière l'oreille du patient offre une autonomie de quatre à cinq heures pour un poids de six kilogrammes. L'entreprise Carmat, a donc développé avec PAXITECH une pile à combustible (ci-contre) capable de fabriquer à la demande l'hydrogène nécessaire à la production d'énergie. Elle pèse moins de trois kilogrammes et offre douze heures d'autonomie.

La fiabilité Afin d'être capable de battre 45 millions de fois par an comme un cœur naturel, sans maintenance ou circuit de secours, des matériaux résistants sont nécessaires. Grâce à l'emprunt de solution dans des domaines comme le spatial, l'aéronautique et la médecine, les tests d'usures font espérer une durée de vie entre cinq et dix ans.

Banc d'essai


La compatibilité Les traitements anti-rejet ont été éliminés et les anticoagulants limités grâce à l'utilisation de matériaux biocompatibles et hémocompatibles. La membrane ci-contre est en effet couverte de péricarde de bovin.

La qualité de vie Il s'adapte aux efforts physique du patient grâce à un capteur de pression ultraprécis (ci-contre). Les mesures sont analysées par un microprocesseur qui adapte le rythme de pompes.

L'adaptation physiologique Il ne pèse que 600g de plus qu'un vrai cœur (soit 900g) et a un volume de 0,75 litre ce qui permet un débit sanguine normal. La miniaturisation a été possible grâce à l'usage de système électromécaniques micrométriques.

Le cœur artificiel Carmat n'en est encore qu'à l'état d'essai clinique et n'est pas encore commercialisé. Il représente un espoir énorme en tant qu'alternative aux transplantations cardiaque et en terme d'avancées technologiques mais son prix de vente estimé (entre 140 000 et 180 000 euros) reste un barrage à son accessibilité.


Conclusion

Ces cent dernières années, la technologie cardiaque s'est énormément développée. Les assistances cardiaques sont de plus en plus compétentes et fiables. De plus, les avancées technologiques ont permis l'invention d'un cœur artificiel autonome. Si les essais cliniques s'avèrent concluants, cette prouesse pourrait ouvrir la recherche vers la substitution d'autres organes qui ne sont actuellement remplacés que par des greffons humains. Cependant, la suppléance totale du cœur n'est pas encore un acquis et le cœur Carmat ne sera pas commercialisé avant plusieurs années. Son développement est freiné par des problèmes économiques, technologiques mais aussi éthiques. Certains chercheurs s'interrogent donc sur la nécessité d'un cœur artificiel total, l'assistance étant de mieux en mieux maîtrisée.

Cœur artificiel compact et implantable


LEXIQUE abdomen : Partie inférieure du tronc, limitée en haut par le diaphragme, en bas par le petit bassin, et qui contient la majeure partie de l'appareil digestif, le foie, la rate et une partie de l'appareil génito-urinaire. Aorte : Artère principale de l'organisme par laquelle le sang chargé d'oxygène, expulsé du ventricule gauche, gagne les artères viscérales et celles des membres, par des collatérales et des branches de division. (Son trajet, chez l'homme, passe par le thorax en décrivant une crosse et descend verticalement dans la partie postérieure et médiane de l'abdomen ; elle se divise en deux artères iliaques au niveau du petit bassin.) apicale : dans la pointe du ventricule gauche artère : Vaisseau sanguin conduisant le sang du cœur vers les différents organes et tissus. biomatériaux : Matériau naturel (corail, par exemple) ou de synthèse (téflon, notamment) non rejeté par l'organisme humain et sans effet secondaire fâcheux. bradycardie : rythme cardiaque trop bas par rapport à la normal. caillot : Petite masse coagulée d'un liquide (surtout le sang). Le caillot sanguin est constitué par un réseau de fibrine enserrant des globules rouges. canule : Petit tube rigide que l'on introduit dans une cavité du corps, par voie naturelle ou artificielle. coagulation : Fait de se coaguler ; état d'une substance coagulée. coaguler : Prendre une consistance plus ou moins solide. Le sang coagule. collatéral : Se dit des branches qui naissent d'un tronc vasculaire principal et qui lui sont presque parallèles. cardiomyopathie : Affection du tissu musculaire cardiaque. diastole : Période de repos du coeur, pendant laquelle les ventricules se remplissent et se dilatent sous l'effet de l'afflux sanguin. La diastole succède à la systole. fibrine : Protéine qui forme la majeure partie du caillot sanguin. (Elle provient de la scission du fibrinogène sous l'action de la thrombine, au cours de la coagulation. L'absence de fibrine est responsable de syndromes hémorragiques graves.) hémodynamique : étude de l'écoulement du sang en fonction du débit cardiaque hémolyse : destruction des globules rouges iliaque : Des flancs. infarctus : Atteinte d'un territoire vasculaire oblitéré par une thrombose. Infarctus du myocarde, entraînant la nécrose de la paroi musculaire du coeur. intrathoracique : À l'intérieur du thorax myocarde : Tunique du coeur, constituée de fibres musculaires striées.


nœud sinusal : ensemble de cellules situé dans la paroi supérieure de l'oreillette droite du coeur dont la dépolarisation commande le rythme cardique normal, dit rythme sinusal. oreillette : Chacune des deux cavités supérieures du cœur, où arrive le sang. L'oreillette droite reçoit le sang des veines caves, l'oreillette gauche, celui des veines pulmonaires. physiologie : Science qui étudie les phénomènes dont les êtres vivants sont le siège, les mécanismes qui règlent le fonctionnement de leurs organes, les échanges qui ont lieu dans leurs tissus. pneumatique : Relatif à l'air ou aux corps gazeux. Qui fonctionne à l'air comprimé. rotor : Partie tournante des machines électriques (par opposition à stator, partie fixe). Partie mobile d'une turbine. sonde de Hall : sonde qui réagit à une différence de potentiel entre les bords d'une plaquette conductrice traversée par un courant I et placée dans un champ magnétique stator : Partie fixe de certaines machines (moteurs électriques, turbines, etc.), par opposition à la partie tournante, dite rotor. sténose: modification anatomique qui se traduit par un rétrécissement d'un canal ou d'un vaisseau. systole : Phase de contraction du cœur. Systole auriculaire, des oreillettes. Systole ventriculaire, des ventricules. Antonyme : diastole. thorax : Partie supérieure du tronc, limitée par les côtes et le diaphragme. Le thorax contient l'oesophage, la trachée, le coeur et les poumons. transthoracique : Au travers du thorax valvule : Repli de la paroi du cœur ou d'un vaisseau, empêchant leur contenu de refluer. veine : Vaisseau qui ramène le sang des capillaires aux oreillettes. ventricule : Chacune des deux cavités aplaties et allongées, de forme conique, de la partie inférieure du coeur.


Bibliographie Documents papier : La Rechercher n°459 ; janvier 2012 Science & Vie n°1132 ; janvier 2012 BT2 n°071 ; 2004 La Recherche n°468 ; janvier 2012 Science & Vie n°1089 ; 2008 Pour la science n°380; 2009 Science et avenir n°778 ; 2011

Sites internet : http://www.chirurgie-cardiaque-pitie.fr/pathologies-chirurgicales/insuffisancecardiaque/assistance-circulatoire-mecanique.html http://texasheart.org/Research/Devices/ http://www.lefigaro.fr/sante/2008/10/27/01004-20081027ARTFIG00401-nouvelleavancee-vers-le-cur-artificiel-total-.php http://www.worldlingo.com/ma/enwiki/fr/Artificial_heart http://www.cardiogen.aphp.fr/spip.php?rubrique8 http://www.doctissimo.fr/ http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/medecine/d/le-nouveau-cur-artificiel-bientotsur-le-marche_24017/ http://www.lepoint.fr/sante/premiere-mondiale-un-coeur-artificiel-permanent-implantesur-un-adolescent-03-10-2010-1244332_40.php http://www.france5.fr/sante/traitements/W00514/14/ http://joliscoeurs.centerblog.net/rub-Pas-joli-mais-indispensable-pour-vivre-LE-COEUR2.html http://www.carmatsas.com/ http://www.worldlingo.com/ma/enwiki/fr/Artificial_heart http://www.besancon-cardio.org/cours/ http://nte-serveur.univ-lyon1.fr/An_rea_b16/Fichiers%20.doc/Assistance %20Circulatoire.pdf


http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/medecine/d/le-premier-cur-artificielcompact-et-totalement-implantable_17166/ http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/medecine/d/le-nouveau-cur-artificiel-bientotsur-le-marche_24017/ http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/vie-1/d/le-coeur-artificiel-pret-pour-uneplus-large-utilisation_3447/ http://www.france5.fr/sante/dossier/traitements/chirurgicaux/le-coeur-artificiel http://www.france5.fr/sante/dossier/traitements/chirurgicaux/les-valves-cardiaques http://www.uvp5.univparis5.fr/wikinu/docvideos/Grenoble_1011/ribuot_christophe/ribuot_christophe_P04/ri buot_christophe_P04.pdf http://imedecin.com/Article312.htm http://www.precisdanesthesiecardiaque.ch/Chapitre26/Prothetplastvalvul.html http://www.ismaap.org/index.php?id=189&print=1&no_cache=1 http://archimede.bibl.ulaval.ca/archimede/fichiers/26014/ch01.html http://www.docstoc.com/docs/75115247/Prothese-valvulaire-cardiaque http://www.prevention.ch/lesstimulateurscardiaques.htm http://www.medtronic.fr/votre-sante/bradycardie/therapie/index.htm https://sites.google.com/site/pacemakersport/1-fonctionnement-du-pacemaker/lacomposition http://www.pacemaker-online.net/patient-stimulation-cardiaque-diagnotic.php http://www.cardiodiac.net/PaceMaker.htm


Elève : Clémence Dewancker Noël Groupe : Pauline Pinilla Thème : Avancées scientifiques et réalisations techniques Sous-thème : Les réalisations techniques face aux défis du XXIéme siècle Couplage disciplinaire : SVT et Physique-Chimie Sujet : les alternatives à la greffe de cœur En quoi les avancées technologiques peuvent-elles permettre de palier au dysfonctionnement du cœur ? La première chose que le TPE a nécessité que nous fassions était de créer un groupe. Il était essentiel pour moi de trouver une personne avec qui je m'entendais bien et avec laquelle j'étais sûre de pouvoir travailler dans de bonnes conditions, il tombait donc sous le sens de me mettre avec Pauline Pinilla. Nous avons hésité à inclure une troisième personne mais nous avons pensé que la répartition du travail serait plus compliquée. Le groupe se compose donc seulement de nous deux. La seconde étape consistait dans le choix du sujet, ce qui n'a pas été simple. Le choix du sujet Après la création des groupes il nous a donc fallu choisir le sujet qui allait constituer notre TPE. Pendant la première séance nous avons relevé tous les sujets qui au premier abord nous paraissaient intéressants. Puis nous avons discuté avec nos camarade et nous avons éliminé tous les sujets qu'ils avaient déjà choisis. Il nous restait alors deux sujets : « les traitements médicaux innovants » et « le cœur artificiel ». Nous sommes donc allées au CDI ce qui nous a permis de consulter tous les ouvrages qui correspondaient à nos deux sujets. Les ressources et la documentation étaient particulièrement riches et intéressantes mais il a fallu faire un choix et le notre s'est penché sur le cœur artificiel puisqu'il nous semblait plus évident de les relier aux deux disciplines (SVT et Physique-Chimie). Nous avons alors défini une problématique : Comment les avancées technologiques et scientifiques peuvent-elles fournir une autre alternative à la greffe de cœur ? Ayant profité d'un rendez-vous médical chez mon médecin traitant, je lui ai parlé de notre TPE et lui ai exposé notre problématique. Il m'a alors déconseillé de poursuivre dans cette voie car elle était assez restrictive dans la mesure où il n'y a aujourd'hui aucune alternative à la greffe du cœur puisqu'aucune machine ne le remplace entièrement. Nous avons fait part de ce que mon médecin avait dit à nos professeurs et ils étaient d'accords. Une séance complète de deux heures a été nécessaire pour retrouver notre problématique définitive (les professeurs, l'infirmière du lycée et la documentaliste ayant des désaccords) : En quoi les avancées technologiques peuvent-elles permettre de palier au dysfonctionnement du cœur ? Ce sujet nous convenait à toutes les deux et moi tout particulièrement m'orientant vers des études en chirurgie cardiaque ou neurologique. Nos recherches Notre sujet ne nous permettait pas de faire d'expérience, ce qui aurait pu enrichir notre dossier de TPE et le rendre plus dynamique. Nous nous sommes alors retournées vers du personnel médical. Nous avons beaucoup discuté avec l'infirmière du lycée qui avait travaillé longtemps en cardiologie ce qui a été très enrichissant. Elle nous a aussi donné un livre qu'elle avait utilisé dans ses études ce qui m'a personnellement permis de comprendre le cycle et l'anatomie cardiaques. Elle nous a également permis de décrocher non sans mal un rendez-vous avec un cardiologue, le Docteur Quoroglu, que nous allons rencontrer le 7 mars. Le rendez-vous n'a pu se faire avant donc il ne nous aura pas aidé pour monter le dossier mais il nous aidera pour l'oral. Les recherches m'ont aussi menées à


découvrir la médiathèque de Troyes et ses nombreuses revues scientifiques ou encore à aller sur des sites internet en langue étrangère. Travailler sur un sujet concret pendant une longue période m'a permis de me lancer dans un projet intéressant et intellectuellement stimulant et de le mener à bien. Notre production Nous nous sommes partagé le travail puisque notre TPE allait être divisé en deux parties. Le partage s'est fait selon les préférences de chacune, c'est ainsi que j'ai développé la partie sur les dysfonctionnements graves du cœur humain entraînants le besoin d'un remplacement presque total. Nous avons donc travaillé chacune de notre côté sur nos parties en nous tenant au courant de nos avancées et en nous aidant quand c'était nécessaire. Nous avons fait l'introduction et la conclusion ensemble. Notre production est un document au format PDF que nous avons publié sur internet. Notre oral s'appuiera sur un diaporama montrant des photos en lien avec les idées du plan développant la problématique propre à notre oral. Conclusion Nos recherches nous ont permis de comprendre que le cœur humain est un organe très compliqué pour lequel beaucoup de dysfonctionnements différents peuvent exister et se soigner par des traitements très variés. Cependant les avancées technologiques permettent aujourd'hui de l'assister avec succès et d'éviter ou retarder la greffe de cœur. Et pourquoi pas, à ce jour, émettre l'espoir fou de le supplanter totalement avec le cœur Carmat du docteur Alain Carpentier ? Le TPE m'a permis d'acquérir une certaine autonomie dans mon travail. Les professeurs n'étant pas toujours là pour nous assister, il a fallu répondre à certaines questions et trouver des solutions par moi même. J'ai également beaucoup apprécié de travailler en groupe car ça à mener sur des sujets de conversations inhabituels pour des adolescents de nos âges. Cela m'a appris à faire confiance à quelqu'un d'autre qu'à moi même et à reconnaître mes erreurs. J'aurais cependant préféré pouvoir joindre d'autre matières qui me semblaient intéressantes en plus de celles proposées.


PINILLA Pauline 1S1

DEWANCKER NOEL Clémence 1S1 SYNTHESE PERSONELLE

Série : S option SVT Les disciplines concernées pour notre TPE sont la SVT et la Physique Chimie. Le thème est « Avancées scientifiques et réalisations techniques » Le sous thème est « Les réalisations techniques face aux défis du XXIe siècle » Notre sujet est « les alternatives à la greffe du cœur » et notre problématique est « En quoi les avancées technologiques peuvent-elles pallier au dysfonctionnement du cœur humain ? ». Tout d’abord, je savais déjà que souhaitais former mon groupe avec Clémence car c’est une personne que j’apprécie et je savais qu’avec elle je n’aurais aucun problème. Le travail en groupe n’étant pas toujours facile pour moi qui préfère en général travailler individuellement, me mettre avec une personne ayant les mêmes intérêts que moi, était important. Le choix de notre sujet n’a pas été facile. Durant plusieurs séances nous avons étudié les différents sous thèmes qui pourraient éventuellement nous intéresser, puis avec l’aide de nos professeurs, nous avons décidé de choisir le sujet du cœur artificiel. Après avoir choisi notre sujet nous avons fait multiples recherches sur le cœur artificiel, sans réellement réfléchir à une problématique. Jusqu’ici nous n’avons rencontré aucun problème, puisque la documentation sur le sujet était assez abondante. Nous avons commencé ensemble à chercher dans les périodiques et nous avons trouvé de nombreux dossiers intéressants sur le sujet. Nous nous sommes vite aperçues qu’il nous faudrait un travail personnel conséquent pour déjà comprendre le fonctionnement du cœur, avec un langage très scientifique. Le travail ne nous faisant pas peur, nous avons continué sur ce sujet et trouvé une problématique «Comment les avancées technologiques et scientifiques peuvent-elles fournir une autre alternative à la greffe de cœur ? ». Tout se passait bien, nous cherchions un plan, quand nous avons énoncé notre projet à nos professeurs. Ils nous ont alors dit que nous faisions fausse route puisque l’intitulé de notre problématique n’allait pas, étant donné qu'il n'existe aucune alternative totale à la greffe du cœur. Durant toute une séance nous avons du chercher une autre problématique ainsi qu’un autre plan avec l'aide de nos professeurs, de la documentaliste et de l'infirmière, tout en gardant les informations que nous avions déjà trouvés auparavant. Une fois la problématique finale trouvée, nous avons effectué de nombreuses recherches séparément principalement sur internet. Nous nous informions régulièrement et nous nous aidions lorsque l'une d'entre nous rencontrait quelconques soucis a propos des documents. Je devais traiter la première partie concernant les valves cardiaques artificielles et le pacemaker, tandis que Clémence s’occupait du cœur artificiel. Les documents très approfondis que nous avons chacune trouvés étaient assez compliqués à comprendre car ils étaient destinés à des professionnels. Pour faire d'autres recherches, nous sommes allée à la médiathèque de Troyes ou nous avons trouvé des revues scientifiques très intéressantes sur notre sujet. Nous avons rencontré une autre difficulté, celle d’associer la SVT et la Physique Chimie, la SVT primant beaucoup sur la Physique Chimie. Cependant nous avons trouvé les méthodes d’imagerie médicale pour intégrer de la physique dans notre TPE. Par la suite, nous avons voulu prendre rendez-vous avec un cardiologue. C'est l'infirmière de notre lycée, avec qui nous avons beaucoup parlé et qui nous a grandement aidé, qui a réussi à nous obtenir un rendez vous avec le docteur QUOROGLU, Cardiologue


à l'Hôpital de TROYES. Les délais étant importants, notre rendez vous est fixé au 7 mars, soit après la date où nous devons rendre ce TPE, mais cela pourra certainement nous être utile pour notre oral.

Par conséquent, cette épreuve de bac est pour moi bien plus que ça, puisque c’est un premier travail de groupe à prendre au sérieux. Ce travail nous aura permis de faire des recherches approfondies sur un sujet précis, à propos duquel nos connaissances précédentes étaient très limitées, de travailler avec une certaine autonomie, et de vraiment construire nos propres travaux, ce qui est un avant goût de notre future vie professionnelle. Également, c’est un investissement personnel important qui nous est demandé, car c’est un travail à rendre mais aussi pour le reste du groupe. Pour ce qui est des recherches que nous avons effectuées, elles ont été très enrichissantes. J'ai appris le système approfondi du cœur humain, et beaucoup de connaissances à propos du cœur artificiel, dont je ne connaissais rien. Ma partie étant sur les valves artificielles et pacemaker, j'ai acquis des connaissances que je n'aurais su autrement que par le biais du TPE. En outre, j'ai compris que le cœur a de nombreux dysfonctionnements qui peuvent être soignés par les technologies inventées par l'Homme, et que peut être un jour, cet organe pourra être entièrement remplacé.

TPE Coeur  

TPE BAC 2013 Pinilla Pauline Dewancker-Noël Clémence

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