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Articles produits par les élèves de 3e3 pendant l’année scolaire 2013-2014.

Un premier coeur artificiel

Le premier cœur artificiel

 

PARTIE 1 :   Le cœur naturel :

1. Structure et rôle du coeur

2. Fonctionnement du coeur


1. Structure et rôle du coeur


sable Muscle, le myocarde, assure le rôle de pompe du système sanguin. Cet organe musculaire creux permet donc la circulation du sang dans le corps et l’apport d’oxygène et nutriments a l’ensemble des cellules des organismes. Le cœur est situé dans la partie médiane de la cage thoracique (le médiastin)  délimité par les poumons, le sternum et la colonne vertébrale.

sable Mesurant entre 14 et 16 cm de diamètre, de 12 a 14 cm chez l’adulte le cœur représente un volume de 50 a 60 cm3 . Il est un peu plus gros chez l’homme que chez la femme et pompe chaque  jour en moyenne 8000 litres de sang grâce à environ  100 000 battements quotidiens ( soit jusqu’à 2 milliards de battements au cours de la vie)

sable Le cœur est composé de 4 cavités: les oreillettes (ou atria) sur la partie supérieure et les ventricules sur la partie inférieure. Les oreillettes et ventricules sont séparés de chaque côté par une épaisse paroi musculaire, le septum. Ainsi, aucun échange de sang entre la partie supérieure et la partie inférieure

 

 

 

2. Fonctionnement du coeur


1° Le côté droit du cœur renvoi le sang pauvre en oxygène aux poumons pour éliminer le dioxyde de carbone et réoxygéner le sang.

2° L’oreillette droite reçoit le sang veineux apporté par la veineux apporté par la veine cave et propulsé dans le ventricule droit qui en se contractant envoi le sang dans les poumons via l’artère pulmonaire (qui est donc la seul artère transportant du sang en oxygène)

3° Le sang oxygéné dans les poumons revient alors de cœur gauche au niveau de l’oreillette via les 4 veines pulmonaires (ce sont les seules veines transportant du sang riche en oxygène)

4° Le sang est ensuite propulsé dans le ventricule gauche et doit traverser la valve mitrale , qui contrôle le débit

5° En se contractant, le cœur propulse via la valve aortique puis l’aorte (plus gros vaisseau sanguin de l’organisme) le sang dans l’ensemble du réseau des artères.

 

PARTIE 2 :   Le cœur artificiel :

 

1. Le coeur artificiel, depuis 1969 à aujourd’hui

2. Avantages et inconvénients du concept

3. Qu’est-ce qu’un coeur artificiel ?

4. Première implantation mondiale

5. Vocabulaire

 

1. Le coeur artificiel


sable Plusieurs essais ont été réalisé pour la création d’un cœur artificiel avant celui de CARMAT :


1969 : Premier cœur artificiel expérimental greffé sur un humain avec une durée de 64h.

1973 : Implantation de la première version du coeur artificiel du Dr Kolff sur le veau Tony d’une durée de 30 jours.

-1975 : Coeur artificiel implanté sur le veau Burk d’une durée de 90 jours.

- 1976 : Le veau Abebe survécut 184 jours avec le Jarvik 5.

-1981 : Toujours avec le Jarvik 5, le veau Alfred Lord Tennyson vécu 268 jours.

1982 : Greffe du Jarvik 7 sur un humain avec une durée de 112 jours, puis un autre essai sur une autre personne, avec cette fois, une durée de 620 jours.

2001 : Prototype d’un coeur artificiel en plastique et titane, fabriqué par la société Abiomed, greffé sur cinq patients.

2008 : Après 15 ans de recherche, une annonce est faite, disant que le premier coeur artificiel implantable français vient d’être créé, le coeur CARMAT

- 2011 : Encore en cours de développement, Bily Cohn et Bud Frazier sont actuellement en train de concevoir un « coeur sans battements ».

sable En tout, entre 1969 et 2010 plus de 450 coeurs et semi-coeurs artificiels ont été implantés dans le monde.


2. Avantages et inconvénients du concept

 

sable Voici ces avantages :

- le coeur est très disponible

– il n’a pas besoin de médicaments anti-rejet

– le risque d’AVC est minimisé

– il est biocompatible


sable Et ces inconvénients :

- il a besoin d’un dispositif de recharge

– son autonomie est limitée

– il n’est pas encore totalement fiable

– il a un coût très élevé allant de 140 000 à 180 000 euros


3. Qu’est-ce qu’un coeur artificiel ?

 

sable Un coeur artificiel est une prothèse conçue pour remplacer l’organe naturel afin de permettre à des personnes atteintes d’insuffisances cardiaques ou de maladies cardio-vasculaires graves de vivre normalement. La recherche et les multiples tentatives de production de cet organe artificiel ont montré que les principaux obstacles à surmonter sont le rejet et la batterie externe au dispositif qui limite la mobilité du patient, le coeur ayant un fonctionnement relativement facile à reproduire puisqu’il fonctionne comme une pompe.

sable Il existe deux types de prothèses cardiaques :

a – le « coeur artificiel total », réservé aux malades graves, qui remplace totalement le coeur biologique. Le chirurgien laisse généralement les oreillettes en place et y connecte les ventricules automatiques ainsi qu’avec les vaisseaux . Le risque de rejet est important. Le cardiologue français Alain Carpentier est le premier a avoir évité ce rejet en octobre 2008.

a - le « coeur artificiel provisoire » de type Jarvik-7 ( coeur pneumatique à diaphragme),  »coeur rotatif » ou « pompe centrifuge à turbine » dans l’attente d’une transplantation cardiaque, le but étant de brancher une pompe mécanique externe à la circulation sanguine ; le coeur reste en place, mais un tuyau relie le ventricule gauche à la pompe : c’est ce qu’on appelle un dispositif d’assistance ventriculaire.

 

 

4. Première implantation mondiale

sable Le premier coeur artificiel a été réalisé par le professeur Alain Carpentier, chirurgien cardiaque. Son implantation fut effectuée à Paris à l’hôpital Georges-Pompidou grâce à une équipe composée de Jean-Noële Fabiani, Christian Latremouille et Daniel Duveau. Le patient souffrait d’insuffisance cardiaque et est décédé trois semaines après. L’idée était de concevoir un coeur qui puisse être autonome et implanté sans la moindre batterie externe pour le faire fonctionner. Etant un organe plus que compliqué à cause de ses  variations et de sa taille, et étant une pompe qui évolue sans cesse, il était très difficile de réaliser un tel exploit médical.

 

sable Voici le discours explicatif d’Alain Carpentier : « Qu’il reçoive beaucoup ou peu de sang, le coeur doit maintenir une pression artérielle adéquate. C’est ce que l’on appelle la régulation médicale. Elle nécessite différents capteurs de pression, un accéléromètre mis en jeu lors de changements de position, comme dans les avions de chasse et, enfin, un détecteur à ultrasons pour contrôler le déplacement de ses parois » .

 

sable Ayant un besoin externe de miniaturisation quant à la création de cette organe, le chirurgien fit appel aux ingénieurs d’EADS et d’Airbus. Alain Carpentier est le premier à avoir mis en place des prothèses cardiaques biologiques : un mélange inédit de matériaux plastiques et biologiques. Le chirurgien était très confiant, assurant même que sa trouvaille était la plus sophistiquée jusqu’au jour d’aujourd’hui dans le domaine médical. Il reste tout de même très incertain sur la durée de survie d’un patient.

 

5. Vocabulaire

 

EADS : European Aeronautic Defense and Space company ( compagnie Européenne de Défense et de l’Espace Aéronautique )

Accéléromètre : capteur fixé à un mobile ou autre qui permet d’en mesurer l’accélération linéaire nécessaire dans le coeur pour éviter les malaises en cas de mouvements trop rapides.

Biocompatible : compatible avec des tissus biologiques.

AVC : accidents cérébraux vasculaires.

Médicaments anti-rejet : ce sont des médicaments qui luttent contre la non-reconnaissance de l’organe ou du tissus transplanté par l’organisme et son système immunitaire.

 

ooooooooooooooooooooooooSources : Google Images ; Wikipédia ; Le Monde

http://anatomieludique.unblog.fr/le-coeur/

oooooooooooooooooooooooooooooooooorooooooOphélie, Amélie et Doriane

la pollution fait rugir les tempêtes

 

  • Notre article démontre que les aérosols anthropiques émis par l’Asie ont une incidence sur la formation des nuages et les cyclones dans le Pacifique.

Source: »Google image »

La principale cause est l’activité anthropique, mais certains événements naturels peuvent perturber la composition de l’air de façon non négligeable et durable, comme une éruption volcanique ou certains feux naturels à très grande échelle.

La pollution due aux activités humaines se décompose principalement en :

rejets de l’industrie : les industries de la chimie et de la pétrochimie notamment rejettent dans l’air de nombreux types de produits, résidus de processus de transformation ; les installations du secteur de la Sidérurgie et de la métallurgie émettent également de nombreux polluants en grande quantité, notamment dans des processus de combustion incomplète : cokeries, agglomérations, etc., ou de refonte de matériaux utilisés (aciéries électriques) ;

rejets liés à l’incinération et la dégradation naturelle ou contrôlée (compostage, fermentation…) des ordures ou d’autres produits ;

rejets liés à la production d’énergie (électricité, généralement par combustion de carbone fossile produits pétroliers, charbon et gaz ; ou de chaleur chauffage résidentiel, des bureaux…),

rejets liés aux activités agricoles et d’élevage ;

la pollution par les transports ; diffuse et difficile à contrôler.

Source: « Météo-Paris »

Aérosols: Tout ce qui est en suspendu dans l’air, par exemple la poussière.

Anthropiques: Tout ce que les êtres humains rejettent.

 

Donc les Aérosols anthropiques, c’est tout ce que les êtres vivants rejettent dans l’air. Les émissions d’aérosol anthropique ont une influence significative sur l’équilibre climatique de la Terre. L’évaluation de l’impact des activités humaines sur le climat futur passe par la nécessité de bien connaître les processus mis en jeu tout au long de la vie de l’aérosol dans l’atmosphère.

 

« Elles entraînent des tempêtes plus grosses et plus intenses, et ces tempêtes drainent également plus de précipitations. Nous pensons que c’est la première fois qu’une étude offre une telle perspective mondiale » explique Renyi Zhang co-auteur du papier.

 

Ces dernières années, les chercheurs ont appris que les aérosols atmosphériques affectent le climat, soit directement par la dispersion ou l’absorption du rayonnement solaire, soit indirectement en modifiant la dynamique des formations nuageuses. L’augmentation des niveaux de ces particules soulève depuis des inquiétudes, en raison de leurs impacts potentiels sur la circulation atmosphérique régionale et mondiale.« Il semble y avoir peu de doute que ces particules d’Asie affectent les tempêtes qui balaient le Pacifique et par la suite les conditions météorologiques en Amérique du Nord et dans le reste du monde » confirme Renyi Zhang.

La saison des tempêtes dans le Pacifique représente en effet un moteur essentiel dans la circulation atmosphérique mondiale par le transport de la chaleur et de l’humidité. « Nos résultats confirment les conclusions antérieures qui montrent que les particules dans l’air émises en Asie ont tendance à affecter les conditions météorologiques mondiales, » conclut Renyi Zhang.

Le nuage brun d'Asie est un nuage de pollution essentiellement constitué d'aérosols issus de l'activité humaine. La combustion incomplète du carbone, tant de la biomasse que du carbone fossile, alimente cette brume hautement cancérigène. © oenvoyage, Flickr, cc by nc sa 2.0
Source: « Futura environnement »
La pollution en Asie affecterait les conditions météorologiques mondiales.