Le mouvement du cœur est si puissant qu'il peut recharger des appareils qui nous sauvent la vie, selon une nouvelle recherche du Dartmouth College.

À l'aide d'une invention de la taille d'un sou développée par des ingénieurs de la Thayer School of Engineering de Dartmouth, l'énergie cinétique du cœur peut être convertie en électricité pour alimenter une large gamme de dispositifs implantables, selon l'étude financée par les National Institutes of Health.

Des millions de personnes dépendent des stimulateurs cardiaques, défibrillateurs et autres dispositifs implantables permettant de sauver des vies alimentés par des piles qui doivent être remplacées tous les cinq à dix ans. Ces remplacements nécessitent une intervention chirurgicale qui peut être coûteuse et créer la possibilité de complications et d'infections.

"Nous essayons de résoudre le problème ultime pour tout dispositif biomédical implantable, " dit le professeur d'ingénierie de Dartmouth John X.J. Zhang, un chercheur principal de l'étude menée par son équipe aux côtés de cliniciens de l'Université du Texas à San Antonio. "Comment créer une source d'énergie efficace pour que l'appareil fasse son travail pendant toute la durée de vie du patient, sans avoir besoin d'une intervention chirurgicale pour remplacer la batterie ?"

"Il est tout aussi important que l'appareil n'interfère pas avec le fonctionnement du corps, " ajoute Lin Dong, associé de recherche à Dartmouth, premier auteur sur le papier. "Nous savions qu'il devait être biocompatible, poids léger, souple, et profil bas, il s'intègre donc non seulement dans la structure actuelle du stimulateur cardiaque, mais il est également évolutif pour une future multifonctionnalité."

Les travaux de l'équipe proposent de modifier les stimulateurs cardiaques pour exploiter l'énergie cinétique du fil conducteur qui est attaché au cœur, la convertir en électricité pour charger continuellement les batteries. Le matériau ajouté est un type de film piézoélectrique polymère mince appelé "PVDF" et, lorsqu'il est conçu avec des structures poreuses - soit un ensemble de petites poutres à boucle ou un porte-à-faux flexible - il peut convertir même un petit mouvement mécanique en électricité. Un avantage supplémentaire :les mêmes modules pourraient potentiellement être utilisés comme capteurs pour permettre la collecte de données pour le suivi en temps réel des patients.

Les résultats de l'étude de trois ans, complété par les chercheurs en ingénierie de Dartmouth avec des cliniciens de l'UT Health San Antonio, viennent d'être publiés en couverture de Technologies avancées des matériaux .

Les deux années restantes du financement du NIH, plus le temps nécessaire pour terminer le processus préclinique et obtenir l'approbation réglementaire, placent un stimulateur cardiaque à recharge automatique environ cinq ans après la commercialisation, selon Zhang.

« Nous avons terminé la première série d'études sur les animaux avec d'excellents résultats qui seront bientôt publiés, " dit Zhang. " Il y a déjà beaucoup d'intérêt exprimé de la part des grandes entreprises de technologie médicale, et André Closson, l'un des auteurs de l'étude travaillant avec Lin Dong et titulaire d'un doctorat en ingénierie. Étudiant au programme Innovation à Dartmouth, apprend les compétences en affaires et en transfert de technologie pour être une cohorte pour aller de l'avant avec la phase entrepreneuriale de cet effort. »