Nouvelle théorie hémodynamique « flux et rythme » : concept et applications précliniques en utilisant des nouveaux dispositifs d’assistance circulatoire directeur

par Sayed Nour

Thèse de doctorat en Biologie cellulaire et moléculaire

Sous la direction de Juan Carlos Chachques.


  • Résumé

    Le coeur et les vaisseaux sanguins sont directement issus de l'endothélium et dépendent de sa fonction. Le coeur ne représente pas la seule force motrice de notre système circulatoire, la plupart des stratégies thérapeutiques actuelles des maladies cardiovasculaires sont encore focalisées sur le coeur, négligeant l'ensemble du système circulatoire et le système endothélial. Par exemple, le développement de Dispositifs d'Assistance Cardiaque (DAC) est influencé par le coeur, conçu pour suivre,obéir et doit être synchronisé avec un organe malade.De nombreux « signaux » de nature différente sont capables d’activer les cellules endothéliales : les forces de cisaillement créées par le flux sanguin parallèle à la surface de la paroi des vaisseaux, mais également les forces perpendiculaires provoquées par l’étirement de la paroi artérielle par les variations de la pression et la qualité cyclique de ces forces. L’activation de cellules endothéliales est due à la pulsatilité du flux mais aussi à l’action de substances vasoactives et des médiateurs de l’inflammation.Dans notre travail de thèse, nous proposons une nouvelle approche thérapeutique,basée sur une révision fondamentale de l'ensemble du système circulatoire: exposer les défauts de la gestion courante des maladies cardiovasculaires (MCV). Notre nouveau concept se concentre sur la dynamique des flux sanguins pour stimuler,restaurer et maintenir la fonction endothéliale, et compris le coeur lui-même. Nous avons développé et évalué une nouvelle génération de DAC pulsatiles, testée in vitro et in vivo.Pendant le déroulement de cette thèse nous avons effectué les études suivantes:1. Etude d’un prototype de cathéter pulsatile. Il est testé de manière isolée dans un modèle expérimental d’ischémie aiguë du myocarde et dans un modèle d’hypertension pulmonaire aiguë.2. Etude d’un prototype de tube pulsatile à double lumière. Il est testé in-vitro dans un circuit de circulation extracorporelle, et in vivo comme assistance ventriculaire gauche.73. Etude d’un prototype de combinaison pulsatile. Il est testé sur un modèle animal présentant une défaillance aiguë du ventricule droit. Des prototypes de masques et de pantalons pulsatiles sont en développement.En conclusion, notre approche est basée sur l’activation de la fonction endothéliale plutôt qu’en une assistance cardiaque directe. Ce concept permet une meilleure gestion thérapeutique des maladies circulatoires et cardio-pulmonaires.

  • Titre traduit

    New Hemodynamic Theory “Flow and Rate” : Concept and clinical applications using new pulsatile circulatory assist devices.


  • Résumé

    The “Heart” is still considered as the main organ to be dealt with, in case ofcardiovascular disease. Nevertheless, the heart is not the only driving force in ourcirculatory system. In fact, the heart and blood vessels are the direct issues of theendothelium and depend on its function. Moreover, almost all current therapeuticstrategies are still focusing on the heart and neglecting the entire circulatoryendothelialsystem. For example, development of cardiac assist devices (CAD) is stillrestrained by the heart, designed to follow, obey and must be synchronized with adiseased organ.Many "signals" of different nature are capable of activating endothelial cells: the shearforces created by the blood flow parallel to the surface of the vessel wall, but alsoforces caused by stretching perpendicular to the artery wall by the cyclic pressuregradient and the quality of these forces. The activation of endothelial cells is due tothat pressurized flow dynamic forces, but also to the action of vasoactive substancesand inflammatory mediators.In this thesis we are proposing a new therapeutic approach, based on a fundamentalrevision of the entire systems: exposing those defects of current management ofcardiovascular diseases (CVD). A concept that focuses on flow dynamics to stimulate,restore and maintain endothelial function including the heart itself. This includespreliminary results of new generations of pulsatile CAD that promote endothelial shearstress (ESS) enhancement. Devices prototypes were tested.During this thesis, pulsatile devices prototypes were tested in vivo, in vitro as well aswith pre-clinical volunteers as follow:1. A pulsatile catheter prototype was tested in 2 pediatric animal models (piglets) of:acute myocardial ischemia; and acute pulmonary arterial hypertension.2. A pulstile tube prototype was tested in vitro (mock circuit) and in vivo (piglets) as aleft ventricular assist device (ongoing).3. Pulsatile suit prototypes were tested: in vivo (piglets) for acute right ventricularfailure treatment. Prototypes of pulsatile mask and trousers are currently in plannedfor pre-clinical studies.9Conclusion, Think endothelial instead of cardiac is our policy for better management ofCVD.


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