Les respirateurs conventionnels ne peuvent pas éliminer le dioxyde de carbone qui s’accumule dans le sang des personnes atteintes de maladies pulmonaires chroniques, un problème qui s’avère souvent mortel. Cela pourrait changer avec un nouveau dispositif d’une start-up biomédicale pionnière qui fonctionne comme un appareil de dialyse rénale pour éliminer l’excès de CO2 dans le sang.

« Avec certains états pathologiques comme la bronchopneumopathie chronique obstructive (BPCO) ou la mucoviscidose, la rétention aiguë de CO2 est ce qui cause vraiment les mauvais résultats », a déclaré Jeremy Kimmel, PhD, vice-président des nouvelles technologies chez ALung Technologies.

La principale fonction des poumons est l’échange gazeux, pour fournir de l’oxygène et éliminer le dioxyde de carbone du sang. Lorsque des niveaux élevés de dioxyde de carbone sont élevés dans le sang, cela peut conduire à une insuffisance respiratoire. Les symptômes comprennent un essoufflement et des problèmes cognitifs.

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Bien que les cliniciens puissent facilement ré-oxygéner le sang à l’aide d’un masque à oxygène, d’oxygène nasal ou d’une ventilation mécanique, cet oxygène supplémentaire n’éliminera pas l’excès de dioxyde de carbone. De plus, si la ventilation mécanique est considérée comme la norme de soins pour les insuffisances respiratoires graves, elle comporte des risques importants, notamment des infections, des lésions des poumons ou des cordes vocales, et d’autres complications graves.

« Il existe un besoin important de trouver un moyen d’éliminer en toute sécurité le CO2 du sang et d’inverser l’insuffisance respiratoire aiguë au-delà de la ventilation », a déclaré Kimmel. Pour répondre à ce besoin, ALung a développé l’Hemolung RAS, une pompe à sang intégrée et un échangeur de gaz qui peut fournir l’équivalent d’une dialyse pour le système respiratoire.

« C’est un dispositif qui prend le sang hors de votre corps, nettoie le CO2, et remet le sang dans votre corps », a-t-il déclaré. « Il fonctionne de manière similaire à la dialyse rénale, sauf qu’au lieu de le faire pour les reins, nous le faisons pour les poumons. »

Le dispositif est composé de trois éléments distincts : un cathéter flexible peu invasif qui accède au sang par l’artère jugulaire ou fémorale, une cartouche spécialement conçue qui agit à la fois comme une pompe à sang et un échangeur de gaz, et un module de contrôle qui offre une mesure en temps réel de l’élimination du CO2 et du débit sanguin. La conception unique de la cartouche favorise une meilleure efficacité de l’échange de gaz et réduit le risque de coagulation en déplaçant le sang rapidement, a déclaré Kimmel.

« La dynamique des fluides du dispositif est très complexe », a-t-il déclaré. « Le sang est un fluide vivant avec des cellules et des plaquettes qui font toutes des choses différentes et répondent différemment aux stimuli mécaniques. Nous avons dû utiliser beaucoup de simulations numériques de la dynamique des fluides pour examiner comment le sang s’écoule, les zones de fortes contraintes de cisaillement, les zones de stagnation, afin de pouvoir comprendre les mécanismes de base du fonctionnement du dispositif et comment nous pouvons construire de meilleurs prototypes. »

ALung a passé les dernières années à mettre en service le dispositif en Europe, en se concentrant sur la démonstration de son efficacité auprès de leaders d’opinion qui les ont aidés à changer la façon dont les pneumologues pensent au traitement de l’insuffisance respiratoire.

« Ce n’est pas seulement une nouvelle technologie, c’est une nouvelle thérapie, et c’est un défi à l’acceptation », a déclaré Kimmel. « L’ensemble du concept d’élimination du dioxyde de carbone dans le sang n’est pas la norme de soins établie. Dans l’environnement actuel de la médecine fondée sur les preuves, nous devons prouver aux médecins que notre dispositif fonctionne mieux et est plus sûr que ce qu’ils ont l’habitude de faire. C’est pourquoi nous avons orienté une grande partie de notre travail vers la science clinique plutôt que vers la commercialisation. »

L’année dernière, ALung a reçu une exemption pour dispositif expérimental de la Food and Drug Administration et recrute actuellement des patients pour une étude clinique dans des sites aux États-Unis. Kimmel est optimiste quant à leur capacité à montrer aux pneumologues la valeur de cette nouvelle thérapie et du dispositif qui peut la mettre en œuvre.

« Nous essayons de changer la façon dont les patients en insuffisance respiratoire sont traités. Pendant des décennies, le ventilateur mécanique a été le pilier. Et si le ventilateur sauve la vie des gens et est un élément nécessaire de la médecine des soins intensifs, il présente de nombreux problèmes qui peuvent aggraver l’état des patients », a-t-il déclaré. « Si nous réussissons, cela pourrait ouvrir un tout nouveau domaine de la médecine qui peut aider les poumons défaillants sans soutien mécanique nécessaire. »

Kayt Sukel est un écrivain indépendant qui se concentre sur la technologie.

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