Respirer sans gêne à l'aide d'un poumon synthétique
Les poumons artificiels actuels perdent leur fonctionnalité au bout d'un mois environ, aussi les maladies pulmonaires obstructives chroniques sont la quatrième cause de décès au monde. Les scientifiques du projet AMBULUNG (Ambulatory bio-artificial lung), financé par l'UE, ont livré un poumon bio-artificiel ambulatoire, portable premier en son genre pour une utilisation externe du patient à long terme. L'utilisation efficace des systèmes d'aide au poumon commercial est restreinte par la formation de thrombus sur l'interface sang-machine. Par ailleurs, le volume restreint aussi leur utilisation à l'unité des soins intensifs. Pour limiter la formation de thrombus, le taux accru d'échange de gaz et la durée de fonctionnement de l'unité d'échange de gaz, les chercheurs ont cherché à intégrer les cellules endothéliales humaines à la membrane de diffusion. Un autre domaine clé portait sur la miniaturisation de l'appareil afin d'accroître la mobilité du patient, et de faciliter l'utilisation dans un environnement externe au patient. Les membres du projet ont mis au point des processus adéquats pour différencier les cellules endothéliales des cellules souches embryonnaires humaines et les ont étendues pour garantir des nombres adéquats pour la cellularisation de la membrane de diffusion. Parallèlement, ils ont fonctionnalisé la surface d'échange de gaz de la membrane de diffusion à l'aide de méthodes biochimiques et physiques pour garantir des conditions favorables à la cellularisation. Grâce à des tests de semence se servant d'un bioréacteur dynamique récemment développé, ils ont également pu déterminer les conditions optimales de surface nécessaires pour promouvoir un revêtement cellulaire durable et stable. Les efforts de recherche ont été très fructueux en ce qui concerne la portabilité, la mobilité et l'utilité. AMBULUNG a développé un petit échangeur de gaz léger et dans un format innovant avec une membrane de diffusion capable de cellularisation. Le matériel miniaturisé qui comporte les composants jetables pèse moins de trois kilos. Une caractéristique clé est le volume sanguin réduit nécessaire en dehors du corps qui devrait réduire le risque pour le patient. Les prototypes mis au point pour le système complet ont été testés avec réussite en laboratoire et sur des animaux, et des demandes de brevet ont été déposées. L'équipe d'AMBULUNG poursuit sa collaboration après la clôture du projet afin d'optimiser et de valider ce système dans un environnement clinique. Leur système de poumon artificiel devrait promouvoir la mobilité et l'auto-gestion des patients atteints de maladies pulmonaires obstructives chroniques plutôt que leur hospitalisation, tout en leur offrant une meilleure qualité de vie. Les patients atteints de maladies pulmonaires obstructives chroniques peuvent s'attendre à une commercialisation rapide grâce à l'expérience extensive des partenaires industriels avec des poumons artificiels.
Mots‑clés
Poumon artificiel, COPD, AMBULUNG, EC, membrane de diffusion, bioréacteur
