Concours Create the Future 2020 – Catégorie Médicale : « A Chip Off the Old Box » pour défibrillation sans douleur

UNE PUCE SUR LE VIEUX BOÎTIER : DÉFIBRILLATION SANS DOULEUR

Mehdi Razavi, Mathews John, Allison Post, Aydin Babakhani — Texas Heart Institute (Houston, TX)

Vainqueur d'une station de travail HP ; Sponsor de catégorie : ZEUS

L'activité électrique chaotique du cœur (arythmie) a un impact énorme sur le bien-être de la société : non seulement c'est la cause numéro un de mort subite et d'accident vasculaire cérébral, mais c'est aussi un contributeur majeur à l'insuffisance cardiaque congestive (ICC). Le traitement le plus définitif de l'arythmie est le choc électrique du cœur (soit par palettes transcutanées, soit par défibrillateurs cardiaques implantables (DCI)). Les chocs sont imprévisibles et extrêmement douloureux, menant à un syndrome de stress post-traumatique chez une forte proportion de patients.

Une pierre angulaire du traitement de l'ICC est la thérapie de resynchronisation cardiaque (TRC) où un stimulateur cardiaque spécialisé renforce le muscle cardiaque affaibli. DCI et stimulateurs envoient des impulsions électriques au cœur via des fils appelés sondes. Ces sondes sont placées dans les veines et avancées dans le cœur d'un côté et connectées à une pile (ou « boîtier ») placée dans la poitrine sous la peau de l'autre. Les sondes, cependant, ne peuvent pas toujours être placées où nécessaire et sont sujettes à infection et fracture.

L'invention est un système de stimulation miniaturisé, implantable, sans fil, sans pile (nœuds) consistant en de minuscules puces intégrées à base de silicium qui mettent en lumière la remarquable possibilité d'éliminer chocs, sondes et fils. Chaque nœud ne pèse qu'environ 0,09 gramme car il ne nécessite pas de piles internes. (Les stimulateurs courants aujourd'hui pèsent 2-28 grammes.) Les prototypes existants sont fabriqués sur mesure mais leurs designs seront aisément transposables aux pratiques de fabrication standard.

Comme il peut délivrer une stimulation non seulement à n'importe quel emplacement mais à un nombre illimité d'emplacements sur le cœur, cette technologie a le potentiel de délivrer une défibrillation imperceptible (sans douleur) par des rafales de stimulation multi-sites sophistiquées, coordonnées et ciblées. La faisabilité de la défibrillation sans chocs a été démontrée avec un système filaire. La technologie a aussi stimulé depuis jusqu'à six sites différents en utilisant ces puces de stimulation alimentées sans fil (plus que tout système filaire approuvé pour usage médical à ce jour).

Tous les patients avec DCI, plus de 5 millions d'Américains vivant avec fibrillation atriale, et une part substantielle de patients avec dispositifs TRC bénéficieraient de cette technologie. Les patients avec défibrillateurs vivent plus longtemps mais à cause des chocs douloureux, pas nécessairement mieux. La défibrillation imperceptible est restée le Saint Graal du domaine. Cette technologie sera : 1) plus sûre car pas besoin de fils de sonde qui peuvent fracturer, se déplacer, ou causer infections ; 2) plus efficace pour traiter la cause sous-jacente des arythmies car elles peuvent être placées exactement où nécessaire ; 3) capable de délivrer une défibrillation imperceptible.