Un concept innovant de suture semi-automatique pour la chirurgie mini-invasive

Le CEA LIST collabore depuis 2008 avec le Fraunhofer IPA (Institut für Produktionstechnik und Automatisierung) au sein du projet MISS (Minimally Invasive Smart Suture), initié dans le cadre des appels à projets Inter Carnot Fraunhofer. MISS a pour objectif de développer des dispositifs innovants de sutures pour la chirurgie mini-invasive. L’application-cible est le pontage coronarien, qui vise à contourner la zone obstruée d’une artère coronaire en connectant un greffon, d’une part sur l’aorte et d’autre part sur l’artère malade en aval de la sténose (diamètre des vaisseaux : 3 mm). L’objectif chirurgical est de rendre possible et plus rapide la procédure de connexion (anastomose), de façon mini-invasive et à cœur battant, afin de réduire la durée de rétablissement du patient de plusieurs mois pour une opération classique à quelques jours.
Les recherches du LIST ont porté sur la conception d’un instrument de suture semi-automatique, le geste étant commandé manuellement par le chirurgien. Le défi consistait d’une part, à permettre l’accès mini-invasif à la zone opératoire, qui impose le passage de l’instrument à travers des trocarts de très faible diamètre et/ou par voies naturelles (comme les artères) et, d’autre part, à réaliser la suture avec du fil chirurgical (et non des clips ou agrafes), améliorant ainsi la fiabilité, la cicatrisation et la tenue dans le temps de l’anastomose.

Pour répondre à la forte contrainte d’encombrement, mais aussi s’affranchir des contraintes électriques liées à l’utilisation d’actionneurs intracorporels, le choix d’une transmission de puissance via un circuit hydraulique a été effectué pour la commande de la suture par le chirurgien. Cette solution, qui permet l’utilisation de sérum physiologique, garantit ainsi la biocompatibilité en cas de fuites accidentelles. Le dispositif conçu est constitué de deux appareils, contenant des aiguilles pour l’un et des crochets pour l’autre. Deux rangées d’aiguilles transpercent les parois de l’artère et du greffon en formant des boucles de fil à l’intérieur desquelles passe un second fil amené par les crochets. Un système de découpe permet de rétablir le flux sanguin entre le greffon et l’artère. Un prototype à actionnement manuel, réalisé à l’échelle 8:1, a permis de valider, rapidement et avec des moyens de réalisation traditionnels, le concept de la suture semi-automatique par fils (testé in-vitro). Les prochaines étapes porteront sur la réduction d’échelle du concept (échelle 1:1), la mise en œuvre de l’actionnement hydraulique du système, et le test in-vivo sur modèle porcin (à cœur battant) d’un nouveau prototype.

Cette conception innovante, qui a fait l’objet d’un dépôt de brevet, sera présentée aux industriels européens du domaine des outils chirurgicaux à l’occasion du salon Medical Physics and Biomedical Engineering World Congress 2009, qui aura lieu à Münich en Septembre 2009.