La prochaine génération de greffons aortiques

Dans une étude récente, des chercheurs de l'Université McGill ont évalué les propriétés physiques dynamiques de l'aorte humaine, ce qui pourrait conduire à la mise au point de greffons capables d'adopter le comportement de la plus grosse artère de l'organisme.

Marco Amabili, titulaire d'une chaire de recherche du Canada et professeur au Département de génie mécanique de l'Université McGill, et son équipe ont utilisé un dispositif expérimental pour comparer les greffons en Dacron - prothèses vasculaires utilisées en remplacement des aortes défectueuses - à l'aorte humaine. Les greffons en polyester, ont-ils constaté, sont extrêmement rigides et n'augmentent pas de volume lorsqu'ils reçoivent le sang en provenance du coeur.

"Comme les greffons sont très rigides, ils provoquent plusieurs problèmes cardiovasculaires, explique le Pr Amabili. C'est un peu comme si on greffait au patient une aorte malade au lieu d'une aorte saine."

Au moyen de lasers, les chercheurs ont mesuré le déplacement dynamique d'aortes humaines provenant de coeurs prélevés aux fins de transplantation; les aortes étaient reliées à un circuit fermé conçu pour reproduire le flux sanguin généré par les pulsations cardiaques.

Publiés récemment dans la revue Physical Review X, les résultats montrent que la capacité d'expansion de l'aorte varie grandement selon l'âge, l'augmentation du diamètre allant de 2 % seulement (donneur âgé) à environ 10 % (jeune donneur). Par ailleurs, il y a un léger retard entre le moment où s'exerce la pression de pulsation et l'expansion de l'aorte, ce qui a pour effet de régulariser le flux sanguin. Or, ce retard diminue avec l'âge.

"Nous en savions peu sur le comportement dynamique de l'aorte humaine. Les données dont nous disposions avaient été obtenues par des moyens effractifs, c'est-à-dire par l'insertion de cathéters pour l'exploration échographique des mouvements de l'aorte chez l'être humain pendant la prise de la tension artérielle. Il s'agissait donc de données au repos, précise le Pr Amabili, auteur en chef de l'étude. "Dans nos expériences, nous avons simulé les effets de la pression artérielle et du flux sanguin pour comprendre comment réagit l'aorte tant au repos que pendant un effort intense."

Cette étude nous procurera de précieuses indications sur les matériaux à utiliser pour la conception d'une nouvelle génération de prothèses aortiques aux propriétés biomécaniques semblables à celles de l'aorte humaine.

"Notre étude a le potentiel de grandement améliorer la qualité de vie de jeunes patients chez qui l'on installe une prothèse aortique puisqu'aujourd'hui, ils doivent subir plusieurs chirurgies puisque les prothèses doivent à la longue être remplacées, explique Isabella Bozzo, une ancienne étudiante à la maîtrise sous la supervision du professeur Amabili. Ces chirurgies sont très invasives et le rétablissement très douloureux, donc on espère développer des prothèses synthétiques plus durables."

En outre, en caractérisant la dynamique de l'aorte humaine, on comprendra sans doute mieux l'apparition et la progression de nombreuses maladies vasculaires, notamment l'athérosclérose, l'anévrisme de l'aorte et la dissection aortique.

L'étude

L'article "Nonlinear Dynamics of Human Aortas for Material Characterization ", par M. Amabili, P. Balasubramanian, I. Bozzo, I. D. Breslavsky, G. Ferrari, G. Franchini, F. Giovannniello et C. Pogue, a été publié dans la revue Physical Review X.

Les travaux ont été financés par le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada et la Fondation canadienne pour l'innovation.

L'Université McGill

Fondée en 1821 à Montréal, au Québec, l'Université McGill figure au premier rang des universités canadiennes offrant des programmes de médecine et de doctorat. Année après année, elle se classe parmi les meilleures universités au Canada et dans le monde. Établissement d'enseignement supérieur renommé partout dans le monde, l'Université McGill exerce ses activités de recherche dans deux campus, 11 facultés et 13 écoles professionnelles; elle compte 300 programmes d'études et au-delà de 40 000 étudiants, dont plus de 10 200 aux cycles supérieurs. Elle accueille des étudiants originaires de plus de 150 pays, ses 12 800 étudiants internationaux représentant 31 % de sa population étudiante. Au-delà de la moitié des étudiants de l'Université McGill ont une langue maternelle autre que l'anglais, et environ 19 % sont francophones.

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Justin Dupuis - Service de relation avec les médias - justin.dupuis at mcgill.ca