Projet ANR-06-BLAN-0411 – PULSAMAG : Pulsatile magnetically driven pump for mechanical circulatory support
Programme : Programme blanc (BLANC) 2006
Année de financement : 2006
Coordinateur du projet : INSTITUT NATIONAL POLYTECHNIQUE DE TOULOUSE (INSTITUT NATIONAL POLYTECHNIQUE DE TOULOUSE)
Partenaires : Assistance Publique Hôpitaux de Paris; Institut national polytechnique de Toulouse
Montant : 336000.0 euros
Date de début : 2006
Durée : 36 mois
Résumé : La recherche prévue concerne la conception et le test d'un nouveau concept de pompe électroactive intégrée pour l'assistance circulatoire. Le développement des implants utilisés en chirurgie cardiovasculaire électrique repose sur l'utilisation de pompes pulsatiles ou centrifuges entraînées par des moteurs électriques. Si l'expérience clinique obtenue à l'aide des nouvelles pompes disponibles tend à accroître la crédibilité de ces solutions face à une utilisation durable, dépassant le cadre de l'attente de transplantation, la définition d'une troisième génération de pompes semble aujourd'hui incontournable. La nécessité de disposer de systèmes de moins en moins invasifs requiert la définition et la mise au point de nouveaux concepts de pompes caractérisées notamment par une masse et un encombrement réduit.  Le présent projet résulte de la collaboration étroite qui s'est instaurée depuis près de 5 ans entre des chercheurs directement concernés par les nouvelles technologies de l'électrodynamique et des praticiens spécialisés dans le domaine de l'assistance circulatoire. Cette collaboration a conduit à la définition d'un nouveau concept de pompe basé sur l'exploitation de forces magnétiques pour entraîner et déformer un élément mobile combinant les fonctions de piston et de valve.  L'avantage le plus important résultant de l'utilisation d'un entraînement électromagnétique direct réside dans la séparation des parties fixes et mobiles du système, si bien que l'élément fixe peut-être disposé hors de l'écoulement. De plus, dans la mesure où la partie mobile est déformable, elle peut-être conçue pour être directement implantée dans l'aorte via un vaisseau périphérique. Ceci signifie que l'implantation pourrait alors être opérée sans la mise en jeu d'un bypass cardiopulmonaire qui rend la chirurgie en question relativement lourde. Un autre aspect intéressant du concept proposé a trait au fait que les zones de stagnation du sang sont miniminées par principe, si bien que le risque de formation de caillots est a priori fortement réduit. Enfin, le pilotage de la pompe requiert une électronique de contrôle relativement simple, ce qui accroît la fiabilité globale du système.  Fort des résultats prometteurs obtenus à l'issue des études de faisabilité menées notamment dans le cadre de deux thèses de doctorat soutenues en 2005, le présent projet vise principalement à concevoir et tester un démonstrateur fonctionnel du système proposé.  Le projet se décompose en trois volets principaux. Le premier concerne les études fondamentales visant à étudier et caractériser le couplage électro-magnéto-mécanique qui s'opère au sein du dispositif, en tenant compte en particulier du comportement spécifique de la structure déformable mise en jeu au niveau de l'élément mobile de la pompe. La deuxième étape a trait à la conception et au dimensionnement du démonstrateur, étape au cours de laquelle la caractérisation expérimentale partielle des différentes fonctions du système sera effectuée. Enfin, les tests et caractérisations du démonstrateur complet feront l'objet de la troisième étape du projet. Au terme de cette phase, des essais in vivo de la pompe PULSAMAG implantée dans des animaux sont prévus.  Soulignons enfin que ce projet résulte d'une collaboration étroite engagée entre des chercheurs du groupe GREM3 de l'INPT/ENSEEIHT/CNRS et des médecins du service de chirurgie cardiovasculaire et thoracique de l'APHP Pitié Salpétrière. De plus, il est prévu qu'une troisième équipe du "Laboratoire de Biomécanique et Génie Médical de l'Université de Technologie de Compiègne" (UMR CNRS 6600) soit impliquée pour étudier les aspects avancés relatifs aux conditions d'écoulement du sang autour de l'élément mobile de la pompe et les phénomènes associés tels que la cavitation, les interactions entre le fluide et la structure déformable...