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Les valves cardiaques artificielles

Aussi récemment qu'en1950, on ne pouvait pas faire grand-chose pour les graves anomalies de valves cardiaques, causées par une malformation congénitale, une infection ou des maladies dégénératives du système cardiovasculaire. Les symptômes comprenaient notamment l'essoufflement, les étourdissements et la syncope. Les décès liés à une insuffisance cardiaque congestive ou un accident vasculaire cérébral étaient fréquents.

La réplication des prothèses valvulaires cardiaques
Des conceptions plus simples et plus résistantes
Les prothèses valvulaires provenant de porcs
Les valves, produits de l'ingénierie tissulaire
Références

La réplication des prothèses valvulaires cardiaques

Le développement d'un cœur-poumon artificiel et de méthodes sûres pour arrêter et redémarrer le cœur a ouvert la voie au possible remplacement de valves cardiaques malades. À partir des années 1950, il y eut de nombreuses tentatives pour construire des valves artificielles imitant l'anatomie des valvules cardiaques à partir de matières artificielles. Une l'équipe de l'université du MinnesotaANCHOR détermina la structure de valves cardiaques provenant de cadavres bovins et humains. Les valves semblent très fines, mais le collagène dans leur structure les rend extrêmement résistantes.

Différents polymères ont été utilisés pour tenter de fabriquer des valves ayant une structure similaire. Testées sur des chiens, ces valves ont vite montré que copier la conception naturelle n'était pas la solution. Obtenir un mécanisme d'ancrage adapté s'avéra difficile et le manque de résistance fut un problème majeurANCHOR. Sur les premiers modèles conçus, le sang coagulait autour des sutures.

À l'évidence, des matières et des conceptions plus résistantes étaient nécessaires pour une durabilité accrue. L'utilisation de matières tissées, notamment le Téflon tricoté, a permis d'accroître les chances de survie post-intervention ; certains chiens ont vécu plusieurs semaines. Ces avancées ont permis d'étudier le problème de la  coagulation, automatiquement causée par les matières étrangères ou les surfaces endommagées dans le cœur. Il fut établi que la conception de la valve ne devait avoir ni coins, ni recoins, dans lesquels le sang pouvait stagner ou coaguler. Bien que l'on soit parvenu à éviter ce problème, des anticoagulants sont nécessaires sur le long terme.

Des conceptions plus simples et plus résistantes

Pour utiliser ces valves sur des patients, il demeurait nécessaire d'avoir des conceptions plus résistantes. À la fin des années 1950 et au début des années 1960, Albert StarrANCHOR mit au point une valve à bille simple. Implantée dans des chiens, il observa des temps de survie de 10 jours, puis de sept mois et plus tard de 13 mois. Ces longs temps de survie ont permis d'étudier l'efficacité des valves, dans un cœur vivant jusqu'à un an après l'implantation.

Ayant réussi à maintenir des chiens en vie long terme sans traitement anticoagulant, Starr essaya de remplacer des valvules mitrales chez des patientsANCHOR. En octobre 1961, deux patients étaient décédés de causes non liées et  trois d'infections, sur les 12 ayant reçu des valves mitrales artificielles. Les autres patients étaient en bonne santé et deux avaient repris le travail.

La valve à bille de Starr-Edwards est toujours utilisée de nos jours. Grâce à cette réussite, d'autres conceptions, notamment la valve à disque et la valve à disque oscillant, furent développées et testées sur des veaux et des chiens. La valve à disque oscillant de Bjork-ShileyANCHOR fut utilisée pour la première fois en 1969 et les conceptions de valve à double ailette furent introduites dans les années 1970. Ces valves sont actuellement le type le plus fréquent de valve mécanique.

Les prothèses valvulaires provenant de porcs

La possibilité d'avoir recours à des valves transplantées fut également étudiée sur des chiens et les meilleures méthodes de préparation et de stockage furent déterminées. La transplantation de valves humaines provenant de cadavres sur des patients mit en évidence les problèmes logistiques pour maintenir un approvisionnement suffisant. Au milieu des années 1960, on comprit que la solution à ce problème était de transplanter des valves provenant d'autres espèces.

Les xénogreffes de valves provenant de porcs, de moutons, de veaux et de chèvres furent transplantées sur des chiens au début des années 1970ANCHOR. Les caillots sanguins n'étaient plus un problème ; néanmoins, il était nécessaire d'aborder les questions de durabilité et de rejet. Suite à des travaux réalisés sur des lapins, des cochons d'Inde et des ratsANCHOR, une valve inerte, fonctionnelle et durable fut produite par des processus de nettoyage, dénaturation et tannage. Ces valves 'bioprothétiques', provenant généralement de porcs, ont été utilisées avec succès sur de nombreux patients.

Les valves, produits de l'ingénierie tissulaire

L'ingénierie tissulaire pourrait représenter l'avenir des prothèses valvulaires cardiaques. La prothèse parfaite serait de toute évidence créée à partir de tissu du patient et formée sur mesure. Le tissu provenant d'une artère d'agneau a été développé sur une matrice ayant la forme appropriée dans un milieu de culture artificielle et les valves produites ont ensuite été greffées sur un moutonANCHOR


Références

  1. Schimert G et al (1961) in Prosthetic Valves for Cardiac Surgery. Ed Merendino K. CC Thomas, Springfield
  2. Frater R & Ellis L (1961) In Merendino, ref 1
  3. Starr A (1961) J Thoracic Cardiovasc Surg 42, 673
  4. Starr A & Edwards M (1961) Ann Surg 154, 726
  5. Bjork V & Henze A (1979) In Tissue Heart Valves, Ed Ionescu M. Butterworths, London
  6. Paton B (1972) in Biological Tissue in Heart Valve Replacement. Ed Ionescu M, Ross D and Wooler G. Butterworths, London
  7. Carpentier A et al. (1969) J Thoracic Cardiovasc Surg 58, 467
  8. Pharmaceutical Business News (1995) 15 June

 


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