Une introduction sur le fonctionnement naturel du coeur est nécessaire pour comprendre celui d'une prothèse et voir quelles spécificités elle doit remplir.

1. Bref rappel sur le coeur naturel :

            a/ Le coeur, organe contractile

      Le coeur est un muscle creux à contraction automatique qui assure la circulation du sang. Il est composé de quatre cavités (deux oreillettes et deux ventricules) : celles de droites ne communiquent pas avec celles de gauche.

            b/ Sens de circulation du sang :

      Les battements réguliers du cpeur permettent la circulation séparée du sang pauvre en dioxygène vers les poumons et du sang riche en dioxygène vers les organes. Le sang sort du cpeur par les artères et y est ramené par les veines. Le sens de circulation est déterminé par le fonctionnement des valvules (systèmes de membranes) qui s'opposent au retour du sang en arrière.

            c/ Le cycle cardiaque :

      Pendant le repos (diastole), le sang des veines est aspiré et les oreillettes se remplissent. Les contractions simultanées des oreillettes (systole auriculaire) propulsent le sang dans les ventricules qui se contractent à leur tour (systole ventriculaire) pour envoyer le sang dans les artères. Les cycles s'enchaînent sans interruption.

      On peut donc dire que le coeur est formé de deux pompes : l'une constituée de l'oreillette et du ventricule gauche et l'autre de l'oreillette et du ventricule droit. La "pompe" droite transfert le sang pauvre en dioxygène du corps vers les poumons tandis que celle de gauche envoie le sang riche en dioxygène des poumons vers le reste du corps humain par l'intermédiaire de l'artère aorte.

       Les maladies cardio-vasculaires sont la cause la plus fréquente de mortalité dans les pays occidentaux : voyons donc dans quels cas on peut aider coeour naturel avec un coeur artificiel.

2. Finalités et indications du coeur artificiel :

            a/ Finalités :

      Le développement des transplantations cardiaques humaines à partir de 1968-1970 a mis en évidence la nécessité de disposer d'un coeur artificiel, soit pour permettre l'attente d'un donneur, soit en cas de phénomène de rejet de greffe ou encore comme dernier ressort en cas de chirurgie cardiaque.

      Actuellement, nous sommes obligés de constater que la substitution totale du coeur naturel par un coeur artificiel n'existe pas réellement et ne sera pas réalisée rapidement. Néanmoins, plusieurs systèmes d'assistance mécaniques circulatoires sont disponibles et utilisés en pratique clinique.

            b/ Indications :

      L'avancé dans les recherches sur le coeur artificiel a montré que certains paramètres étaient incontournables. Ainsi, l'utilisation de matériaux biocompatibles, de forme suffisamment réduite et de surface dépourvue de toute aspérité s'est avéré indispensable, tout comme la nécessité d'un parfait contrôle de la coagulation et d'un taux minimum d'hémolyse.

      Les indications du coeur artificiel regroupent toutes les défaillances cardio-circulatoires aiguës en attente de greffe :
- cardiomyopathies en phase ultime
- infarctus majeur en choc cardiogénique irréversible
- cardiopathies valvulaires avec déchéance myocardique ultime
- échec per-opératoire d'une intervention à coeur ouvert du fait d'une hémorragie incontrôlable ou d'une déchéance myocardique.

      On s'est donc très vite aperçu de la nécessité d'avoir un système d'assistance cardiaque : voyons maintenant les différentes étapes dans la recherche sur le coeur artificiel.

      C'est cette énergie qu'utilise l'usine marémotrice de la Rance. Il est clair que l'amplitude des marées joue le rôle principal pour l'emplacement d'une usine marémotrice comme celle de la Rance. En effet, plus elle est grande, plus l'énergie produite sera grande.

3. Historique du coeur artificiel :

      Alexis Carrel, chirurgien et physiologiste français, est l'un des premiers scientifiques à s'intéresser aux cultures d'organes et de tissus. Ainsi, en 1912, il reçoit le prix Nobel de médecine pour sa mise au point, en 1902, d'une technique de suture des vaisseaux sanguins. Au début des années 1930, il invente, avec l'aviateur américain Charles Lindbergh, un système capable de maintenir en vie des organes en culture. Il conserve des tissus et organes vivants d'animaux pendant de nombreuses années (une trentaine pour un échantillon de coeur de poulet). On peut donc dire qu'Alexis Carrel est précurseur de la transplantation cardiaque.

            a/ Les premières tentatives de création d'un coeur artificiel

      C'est en 1937 que le biologiste soviétique Demikhov a l'idée de suppléer un coeur naturel avec une pompe intrathoracique fonctionnant comme lui, en tenant compte de la pression, du débit et de la fréquence cardiaque.

      Edifiés à même l'estran (portion du littoral comprise entre les plus hautes et les plus basses mers) au fin fond des estuaires et des baies les plus reculées, ces moulins commandés par le rythme des marées témoignent de l'utilisation très ancienne de l'énergie engendrée par le flux et le reflux. La forte amplitude des marées explique que la Bretagne a été a principale région française à utiliser cette source d'énergie, avec, à son actif, une centaine d'ouvrages inégalement répartis sur le littoral.

      Les premiers essais expérimentaux sur l'animal remontent aux années 50 : les chirurgiens américains Kolff et Akutsu utilisent un coeur en plastique fonctionnant à l'air comprimé ("mécanique intrathoricique") pour maintenir un chien en vie. Bien que l'animal ait décédé rapidement, on peut tout de même considérer cette expérience comme un succès technique car ces 2 chirurgiens ont mis en évidence les bases du coeur artificiel. Par la suite, plusieurs autres essais ont été fait sur les animaux pour améliorer ce système.

      A la suite de ces diverses tentatives, les chercheurs s'orientent vers deux possibilités pour maintenir le malade en vie : l'assistance mécanique du coeur ou son remplacement par un coeur artificiel.

            b/ Premiers essais sur l'homme :

      Après ses expériences sur une dizaine de chiens à Houston en 1962, Michael de Bakey s'intéresse à l'assistance du coeur grâce à un appareil placé en dérivation sur un coeur naturel humain en 1966. Ce système est mis en oeuvre par Kantrowitz le 11 février 1966 au profit d'un malade de 33 ans : l'appareil ne fonctionne que quelques heures puis le patient meurt. Quelque mois plus tard, De Bakey place une pompe extrathoracique de la grosseur d'un pamplemousse en dérivation sur le ventricule gauche d'une cardiaque de 37 ans.

      De 1966 à 1980, de nombreux essais de traitement avec notamment la première implantation en substitut du coeur le 2 avril 1969 ne sont pas concluant.       Conséquence à cette série d'échecs, la recherche n'est vraiment relancée qu'en 1980, avec en particulier deux types de coeur bien différents : le coeur rotatif du professeur Monties en 1980, et le "Jarvik" en 1982. Etudions les voies qui ont été exploitées dans le domaine du coeur artificiel.