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Décryptage

Implants, prothèses, organes artificiels… jusqu’où réparer le corps ?

Posté le par La rédaction dans Matériaux, Biotech & chimie

Grâce aux progrès de la robotique, de la bio-ingénierie et de la médecine, l’homme bionique est déjà une réalité. Il est possible de “réparer” le corps grâce à des implants, des prothèses, ou encore des organes artificiels.

Les progrès de la science liés à la médecine font des bonds de géants. Dans le monde entier, des chercheurs tentent de “réparer“ ceux qui en ont besoin, parfois en les transformant en véritables cyborgs.

Aujourd’hui, grâce à la technologie bionique, le corps humain tend à devenir artificiel, fait de prothèses “intelligentes” (pouvant être contrôlées par la pensée), d’implants et d’organes imprimés 3D.

(KIKA) - LOS ANGELES - Ian Reis, 37enne pompiere scozzese, e' stata la prima persona al mondo a montare una protesi i-Limb Pulse. L'arto artificiale e' a tutti gli effetti un braccio bionico. I-Limb Pulse ha un software interno che sfrutta la connettivita' bluetooth per permettere all'utente di impostare, attraverso un programma per computer, i movimenti da far compiere all'arto a seconda dell'azione che intende effettuare. mh/CB2/ZOB/wenn©kikapress.com
(KIKA) – LOS ANGELES – Un pompier écossais qui a perdu sa main dans un accident, et sa main bionique “i-Limb Pulse”. (Credit: Touch Bionics)

Ce n’est pas de la science-fiction, et ce n’est pas non plus le simple fantasme des adeptes du courant transhumaniste – ces scientifiques et penseurs qui prédisent un futur où l’être humain pourra améliorer ses performances. Les exemples ne manquent pas, qui laissent entrevoir un avenir où (presque) tout pourra être réparé.

Un coeur artificiel

Aujourd’hui, un organe malade ou un membre amputé peuvent être remplacés, telles des pièces détachées. Le pacemaker était déjà une grande avancée, mais bientôt, les personnes souffrant de problèmes cardiaques devraient pouvoir se faire implanter un coeur totalement artificiel.

En France, la société Carmatsa a conçu le premier cœur artificiel bioprothétique. Cet organe “complet” est composé, comme un cœur naturel, de 4 valves, de 2 ventricules et d’un système de régulation. Techniquement, le coeur est au point. Reste à passer la phase des tests. Objectif, pour Carmat : produire en masse ce cœur artificiel “total”, une fois la “salle blanche” (de fabrication) prête.

Moins sophistiqué que la prothèse française, le cœur artificiel de l’américain Syncardia est alimentée par un système externe de 6 kilos. Il a déjà été posé chez plus de 1300 patients dans le monde (300 en France). Il est “provisoire”, car destiné aux malades en attente de greffe – mais des essais sont en cours aux Etats-Unis pour une implantation permanente.

D’autres organes sont susceptibles d’être remplacés par une version “artificielle”. Ainsi, au CHU de Montpellier, une équipe de scientifiques planche sur un système utilisant des cellules pancréatiques non humaines, implantées dans une poche en matériaux biocompatibles, et permettant de concevoir un pancréas bio-artificiel, qui “assurerait la sécrétion d’insuline” – un espoir pour les 10 millions de diabétiques à travers le monde.

Des prothèses intelligentes

Depuis plus de 20 ans, dans les pas des prothèses “intelligentes” conçues par l’armée américaine à destination de ses soldats blessés et amputés, les chercheurs en robotique rivalisent de projets. Finis, les bras en cire inertes. Désormais, les personnes amputées portent des membres “bioniques”, munis d’électrodes.

L’exemple le plus emblématique est celui de Jesse Sullivan. En 2005, cet Américain a perdu ses deux bras à la suite d’une électrocution. Aujourd’hui, il porte des prothèses de bras bioniques. Grâce à elles, il peut accomplir de nombreux gestes de la vie quotidienne – comme saisir un verre d’eau. Tout cela… par la pensée.

Pour parvenir à ce résultat, les ingénieurs en biomécanique de l’Université Northwestern et du Centre pour la médecine bionique de Chicago ont “relié” la prothèse au cerveau, grâce à des électrodes, qu’ils ont placés au niveau des terminaisons nerveuses du membre disparu. Depuis les nerfs, un “signal” est transmis à un micro-ordinateur, situé dans le bras bionique.

Les prothèses myoélectriques restent chères (environ 10 à 15 000 euros pour les modèles d’Otto Bock, de Touch Bionics et de RSLSteeper, leaders du marché). Mais les mains et les bras low cost se développent peu à peu – le plus souvent en open source.

Ainsi, la main bionique Handiii, mise à disposition des internautes par le japonais Exiii, est imprimable en 3D, pour un coût de 179 euros. Le système est moins sophistiqué que celui animant les bras de Jesse Sullivan : il s’agit d’un petit capteur, placé sur le bras, et qui s’active via un smartphone, lors de la contraction d’un muscle.

Lève-toi et marche

Plus fort encore : désormais, des exosquelettes, des prothèses et des implants permettent aux paraplégiques de remarcher. En 2012, Claire Lomas, paralysée suite à un accident de cheval, a parcouru plus de 40 km à pied lors du marathon de Londres, grâce à des jambes bioniques.

Conçu par le japonais Cyberdyne, l’exosquelette robotique HAL (Hybrid Assisted Limb) se porte comme une combinaison. Il utilise les signaux émis par le cerveau de son porteur (handicapé, le plus souvent paraplégique), afin de le faire marcher.

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La plupart des exosquelettes déjà disponibles sur le marché, comme HAL ou Ekso, nécessitent toutefois l’utilisation de béquilles pour se stabiliser. Pour remédier à ce problème, la startup française Wandercraft conçoit un exosquelette qui utilise l’équilibre dynamique de l’utilisateur afin de le stabiliser et de lui permettre de commander ses déplacements. Il permet ainsi aux paraplégiques ou aux myopathes de marcher à nouveau, sans béquilles. Sa commercialisation auprès des établissements de soin est prévue pour 2017.

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Imprime ton organe

Les prothèses de bras, de mains ou de jambes ne sont plus les seules “pièces” du corps humain susceptibles d’être conçues via une imprimante 3D. En février 2016, l’équipe du docteur Ralph Mobs a réalisé la greffe d’une vertèbre artificielle (en titane), imprimée en 3D.

En 2014, des chirurgiens néerlandais ont de leur côté utilisé une imprimante 3D… pour implanter un crâne artificiel, en polymère. “Pour fabriquer l’implant, il fallait d’abord créer un modèle en 3D du crâne de la patiente. Un scanner a été réalisé pour obtenir une image de sa forme optimale. Après l’impression d’une copie tridimensionnelle à partir du fichier numérique, l’opération a ensuite consisté à enlever le crâne malade et à le remplacer par l’artificiel”, explique Sciences et Avenir.

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UMC d’Utrecht

Enfin, last but not least, l’impression de vaisseaux sanguins. Grâce à une imprimante 3D, des chercheurs de l’Université de Sydney, de Harvard, de Stanford et du MIT, ont mis au point un “réseau vasculaire artificiel”. Il imite le système de circulation du sang dans le corps humain, et permet d’alimenter des cellules humaines en nutriments essentiels, ainsi qu’en sang. Une avancée technologique qui devrait permettre, un jour, d’aller plus loin que la fabrication de tissus imprimés simples, pour créer des structures vascularisées – et imprimer de véritables organes. Pourquoi pas un cœur artificiel, comme le prévoient depuis 2013 des scientifiques de l’université de Louisville ?

Par Fabien Soyez

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