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Les 10 découvertes de 2017

[6] Un marteau-piqueur pour déboucher les artères

04-01-2018

En répétant des impulsions au bout d’une tige, des ingénieurs créent une onde de choc en médecine.

L’angioplastie traditionnelle ne pouvait plus rien pour Jean-Claude Bergeron, un Sherbrookois de 72 ans, qui ne pouvait pas marcher plus de 70 m en raison d’artères bloquées dans les jambes. Ses vaisseaux étaient si obstrués qu’il était impossible d’y insérer un petit ballon gonflable qui, en temps normal, dégage les voies comme le ferait un chasse-neige. Dans une telle situation, les médecins ont recours à la chirurgie, au pontage, voire même à l’amputation. Mais le docteur Andrew Benko avait à sa disposition une nouvelle technologie peu invasive, développée par l’équipe de Martin Brouillette, professeur au département de génie mécanique de l’Université de Sherbrooke. Le 5 décembre 2016, le médecin de l’Hôpital Fleurimont du CIUSSS de l’Estrie a été le premier à s’en servir sur un humain. Il a introduit le fil en titane de 3 m de long dans les artères du septuagénaire jusqu’au lieu de l’occlusion. Puis il a mis la machine en marche.

Le bout de la tige a asséné une dizaine de coups à la seconde, tel un minuscule marteau-piqueur. Les mouvements microscopiques ont frac turé les dépôts calcifiés sans abîmer les tissus. Une fois l’occlusion percée, après une dizaine de secondes, le petit ballon a pu finaliser le travail. Depuis, autant au Québec qu’en Autriche, ce sont 37 patients qui ont vu leurs artères débloquées de cette façon.

Ce forage contrôlé est le fruit d’un mécanisme mis au point par Martin Brouillette, avec ses étudiants Steven Dion et Louis-Philippe Riel. À l’autre bout de la tige, se trouve un appareil de la dimension d’un gros climatiseur portatif qui génère une seule forte impulsion de très courte durée par l’addition de plusieurs milliers d’ondes mécaniques de faible amplitude et de différentes fréquences. « C’est comme faire démarrer des marathoniens à divers moments, selon leur rapidité respective, afin qu’ils touchent tous à la ligne d’arrivée au même moment », illustre Steven Dion. Breveté en juin 2017 aux États-Unis, ce procédé présente l’avantage de demander une faible puissance au début de la tige pour concentrer l’énergie à l’autre extrémité.

C’est en 2004 que Martin Brouillette a commencé à jongler avec l’idée de se servir des écarts de vitesse dans la propagation des ondes à travers un solide. « En physique des matériaux, ces écarts étaient toujours vus comme un désavantage », souligne le chercheur. Pour tirer profit du phénomène dans le sens inverse, il a fallu développer toute la théorie, précise-t-il.

Et il a fallu faire de même avec le matériel. Leur première tige était faite d’aluminium et mesurait 2,54 cm de diamètre. Les ingénieurs l’ont réduite à un tiers de millimètre et ont remplacé l’aluminium, qui éclatait sous la force de l’onde générée, par un alliage de titane biocompatible et flexible employé en orthodontie. « Il avait toutes les propriétés mécaniques qu’on cherchait », souligne Louis-Philippe Riel.

L’invention est rapidement devenue une entreprise. Les Solutions médicales Soundbite emploient désormais 35 personnes, en plus d’une poignée d’ingénieurs qui poursuivent la recherche au Laboratoire d’ondes de choc de l’Université de Sherbrooke (LOCUS).
Une nouvelle version de l’appareil, avec une tige plus flexible et des propriétés électriques ajustées, a déjà été testée sur des cœurs de porc et devrait servir à déboucher des artères coronaires chez les humains à partir de 2018. Quant au procédé d’addition des ondes mécaniques, il pourrait provoquer une onde de choc avec bien d’autres interventions médicales, comme l’ablation de tumeurs cancéreuses.

Photo: Michel Caron/Université de Sherbrooke

Ont aussi participé à la découverte : Simon Bérubé (Université de Sherbrooke); Philippe Généreux (Université de Montréal); et un chercheur de l’université de Toronto.
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