Validation d’un essai de conditionnement et de rupture des cuspides pulmonaires

En chirurgie, les tissus de remplacement peuvent être utilisés sous forme d’allogreffes ou d’autogreffes. Lors de l’intervention de Ross, la valve pulmonaire du patient remplace la valve aortique malade, puis une valve pulmonaire de donneur est placée en position pulmonaire (American Heart Association). Cette étude vise à développer un essai reproductible pour caractériser la résistance en traction de ces tissus et examiner les changements après un traitement de stérilisation. La comparaison mécanique porte sur le maintien de l’intégrité structurale du tissu traité par rapport au tissu non traité; elle ne démontre ni la compatibilité immunologique ni la performance clinique.

Le Mach-1 v500c (Biomomentum Inc.) a été utilisé pour réaliser des essais de perforation de feuillets valvulaires pulmonaires porcins à travers une ouverture circulaire. Ces essais permettent d’analyser les caractéristiques élastiques de la courbe contrainte-déformation et de poursuivre le chargement jusqu’à la rupture. Six cœurs porcins ont été disséqués pour obtenir 18 feuillets pulmonaires. Les cœurs ont été congelés sur glace sèche pour le transport, conservés à −20 °C, puis décongelés pendant 30 minutes dans du PBS à température ambiante avant l’extraction des feuillets. Ce choix était fondé sur O’Leary (2014), qui ne rapportait pas de modification significative des propriétés mécaniques du tissu étudié après congélation.

Les feuillets étaient fixés dans un dispositif de perforation doté d’une ouverture de 5 mm et sollicités avec un indenteur sphérique en rubis de 4 mm (figure 1). La partie supérieure de l’échantillon et du montage formait un réservoir de PBS à température ambiante pour éviter le dessèchement. L’indenteur était abaissé puis relevé pendant trois cycles de conditionnement quasi statiques à 25 mm/min, jusqu’à une force de 500 gf. Les échantillons étaient déchargés et laissés au repos pendant 5 minutes afin de revenir à un état non étiré, avant un essai de rupture à la même vitesse. La force et le déplacement étaient enregistrés pour analyse. La méthode était adaptée de Ragaert (2012), qui étudiait des feuillets aortiques plutôt que pulmonaires.

Parmi les 18 échantillons, 12 provenaient de quatre valves pulmonaires de quatre animaux (figure 2) et avaient été identifiés selon leur position : cuspides gauches (N = 4), droites (N = 4) et antérieures (N = 4). Cette distinction permettait de rechercher des différences entre groupes. Les six autres échantillons ont été testés sans identification de leur position.

Les courbes obtenues étaient cohérentes pour 17 des 18 échantillons; un échantillon a été exclu en raison d’une rupture précoce. Les données ont été représentées sous forme de force en fonction du déplacement. Plusieurs paramètres ont été extraits : rigidité de chaque cycle de conditionnement, rigidité de la courbe de rupture, allongement maximal à la rupture et charge maximale (figure 3). Les faibles écarts-types et coefficients de variation rapportés au tableau 1 témoignaient de la répétabilité des essais.

Une ANOVA à un facteur sur les 12 échantillons dont la position était connue n’a révélé aucune différence significative entre les trois positions pour les paramètres étudiés (tableau 2). Dans les conditions de cette étude, ces résultats suggéraient qu’il n’était pas nécessaire de tenir compte de la position anatomique des feuillets lors de la dissection. Des expériences ultérieures sur des feuillets pulmonaires humains avant et après stérilisation pourront utiliser ces résultats pour guider la détermination du nombre d’échantillons requis. Cette démarche vise à limiter le nombre d’animaux et les coûts des études.