Développement d’un dispositif médical implantable d’assistance ventriculaire par compression cardiaque directe : l’exosquelette cardiaque

L’assistance ventriculaire constitue une voie therapeutique prometteuse de l’insuffisance cardiaque terminale. En depit des progres, notamment dans le developpement des assistances de type shunt ventriculo-aortique, les ecueils relatifs a l’encombrement, a l’alimentation et/ou aux interactions avec le sang de ces dispositifs limitent leur application clinique. Recemment, le concept de Compression Cardiaque Directe (DCC) apparait comme une piste prometteuse en palliant les difficultes sus-citees. Dans ce travail de these, nous avons mis l’accent sur la conception et le test de faisabilite d’une solution de Compression Cardiaque Directe de type mecanique et entierement implantable appelee l’Exosquelette Cardiaque. Notre travail experimental a porte, dans un premier temps, sur la conception assistee par ordinateur et sur la modelisation numerique permettant ainsi d’optimiser et de predire (i) les interactions tissus myocardiques/dispositifs et (ii) les pressions ventriculaires generees. Ensuite, un prototype fonctionnel a ete realise par fabrication additive (titane, polymeres) en s’appuyant sur les donnees issues de la modelisation et en respectant les contraintes energetiques, mecaniques et architecturales anatomiques. Enfin, nous avons conduit une phase d’evaluation du potentiel de ce dispositif original sur un modele de cœur ex vivo. Nous avons pu concevoir et valider un modele numerique fonde sur le principe des elements finis. Ce modele a la fois simple et robuste, a permis de simuler (i) l’impact des points de fixation du dispositif sur le tissu cardiaque, (ii) l’efficacite de la compression externe sur la genese des pressions intraventriculaires et (iii) l’influence de la compression mecanique externe sur le tissu cardiaque. Le prototype issu de ce travail de these a pu produire des resultats prometteurs concernant (i) la restauration physiologique de la pression intraventriculaire, (ii) la consommation energetique suffisamment basse et (iii) le design compatible avec les contraintes anatomiques thoracique. L’ensemble de ces resultats esquissent la possibilite d’une implantation totale de l’Exosquelette Cardiaque chez le patient