L'ECMO, la dernière ligne de défense pour la vie

À ce jour, le nombre cumulé d’infections au COVID-19 dans le monde a atteint près de 50 millions. L’Organisation mondiale de la santé (OMS) a annoncé que le monde est entré dans la phase de pandémie de COVID-19 et que le nombre de cas graves, critiques et de décès a fortement augmenté. Le nouveau coronavirus est très contagieux, a une longue période d’incubation, un taux de mortalité élevé et présente même des infections asymptomatiques. Ces caractéristiques font du nouveau coronavirus un « virus rusé ». Ses caractéristiques rendent la prévention et le contrôle de l’épidémie elle-même très difficiles. Dans cette guerre contre l’épidémie, d’innombrables guerriers vêtus de blanc ont chargé pour protéger chaque vie ; D’innombrables personnes ordinaires se sont précipitées au front pour protéger chaque ville. Dans le même temps, d’innombrables chercheurs scientifiques se sont activement engagés dans des recherches pertinentes pour lutter contre l’épidémie, fournissant les armes les plus avantageuses pour lutter contre l’épidémie aux combattants de première ligne et à des dizaines de millions de Chinois.

Je crois que tout le monde a entendu le terme ECMO dans les reportages récents, en particulier dans certains cas de traitement de patients atteints de COVID-19. Je vais maintenant vous donner quelques informations de base sur l'oxygénation par membrane extracorporelle ECMO.

L'oxygénation par membrane extracorporelle (ECMO) est un type de technologie de maintien des fonctions vitales extracorporelles, principalement utilisée pour remplacer partiellement ou complètement la fonction cardiopulmonaire du patient, permettant au cœur et aux poumons de se reposer complètement, gagnant ainsi du temps pour le traitement de la maladie primaire. Il convient à diverses maladies cardiogéniques et pulmonaires, telles que le choc cardiogénique, le traumatisme hémorragique cardiaque massif, la pneumonie sévère, le syndrome de détresse respiratoire aiguë, la maladie pulmonaire néonatale, etc.

Au cours de cette épidémie de COVID-19, les patients sévères et critiques souffrent de lésions pulmonaires graves et d’insuffisance respiratoire. Lorsque les méthodes conventionnelles telles que l'intubation endotrachéale et les ventilateurs ne peuvent pas répondre aux besoins d'oxygénation des patients, le système ECMO est nécessaire pour maintenir l'apport d'oxygène à divers organes, permettant aux poumons des patients de se reposer complètement et de gagner un temps précieux pour la récupération de la fonction pulmonaire. Dès le début de l'épidémie, l'hôpital Zhongnan de l'université de Wuhan a traité avec succès un nouveau patient atteint de coronavirus grâce à l'ECMO. L'ECMO a joué un rôle important dans le sauvetage ultérieur des patients gravement et critiques atteints de COVID-19, et ce mot étranger est progressivement entré dans le champ de vision du public.

(Utilisation de l'ECMO pour traiter les patients atteints de COVID-19)

Le 4 mars 2020, le personnel du ministère de l'Industrie et des Technologies de l'information a déclaré lors d'une conférence de presse que depuis l'apparition de la nouvelle pneumonie à coronavirus, avec l'augmentation du nombre de patients confirmés et gravement malades, la demande d'ECMO à Wuhan, Hubei, a continué d'augmenter. Actuellement, il existe environ 400 unités ECMO en Chine, réparties dans des hôpitaux tertiaires et des centres cardiaques offrant de meilleures conditions médicales. Bien que le pays achète activement des systèmes ECMO à l'étranger, il ne peut toujours pas répondre à la demande liée à la nouvelle épidémie de coronavirus. En laissant de côté les urgences publiques telles que le COVID-19, la Commission nationale de la santé a commencé à compter le nombre de centres d'ECMO et de cas assistés par ECMO en Chine dès 2017, et on estime que le nombre de cas assistés par ECMO atteindra plus de 5 000 d'ici 2020. Affecté par l'épidémie, le nombre de patients nécessitant une assistance ECMO dans le monde augmente également. En raison de la grave pénurie de capacité de production d’ECMO, de nombreux cas de patients dans de nombreux pays meurent faute d’assistance en temps opportun.

(Source des données : Commission nationale de la santé et de la planification familiale et Livre blanc sur la chirurgie cardiaque)

À l’heure actuelle, presque tous les produits ECMO en Chine sont des produits importés et il n’existe aucun produit similaire doté de droits de propriété intellectuelle indépendants. De plus, en raison du coût élevé de l’ECMO et de la rareté des ressources disponibles, tous les patients qui en ont besoin ne peuvent pas y avoir recours. Selon la marque, le coût d'un hôte ECMO varie de 2 à 3 millions de yuans, mais les consommables ECMO sont encore plus chers, avec un ensemble coûtant entre 60 000 et 120 000 yuans. Les consommables ECMO sont en contact direct avec le sang humain, ce sont donc des produits jetables et généralement un ensemble de consommables peut être utilisé pendant un maximum de 7 à 14 jours. Le coût élevé de son utilisation rend de nombreux patients réticents à l’utiliser.

Les principaux composants de l'ECMO sont la pompe à sang et l'oxygénateur (poumon à membrane). La pompe sanguine peut remplacer ou remplacer partiellement le cœur humain pour fournir l’énergie nécessaire aux activités vitales ; l'oxygénateur (poumon à membrane) peut remplacer ou remplacer partiellement les poumons humains pour assurer l'oxygénation, permettant à divers organes de fonctionner normalement. À l’heure actuelle, de nombreuses universités et instituts de recherche nationaux renommés, tels que l’Université Tsinghua, l’Université de Pékin et l’Académie chinoise des sciences, développent activement la recherche et le développement indépendants de l’ECMO.

Comment l’ECMO remplace-t-elle ou remplace-t-elle partiellement le travail de notre cœur et de nos poumons ?

L'ECMO consiste à insérer une canule dans la veine du patient, puis à la connecter à un tube en plastique stérile pour extraire le sang veineux du corps et le transporter vers l'oxygénateur (poumon à membrane) de l'ECMO pour l'oxygénation. L'oxygénateur élimine le dioxyde de carbone du sang et y ajoute simultanément de l'oxygène, le transformant en sang artériel. Le sang est ensuite pompé à travers la pompe à sang de l'ECMO, puis renvoyé à travers le tube vers la canule artérielle ou veineuse du patient, facilitant ainsi la circulation et la respiration.

(Schéma de principe de fonctionnement de l'ECMO)

L'oxygénateur actuel est un oxygénateur à membrane

L'oxygénateur à membrane est rempli de membranes à fibres creuses. Le gaz mixte circule à travers les fibres creuses, tandis que le sang (sang veineux) circule entre les fibres creuses. La membrane comporte des trous qui permettent aux molécules de gaz de passer tout en bloquant les molécules d’eau et divers composants cellulaires du sang. En raison des différentes pressions partielles d'oxygène et de dioxyde de carbone des deux côtés de la membrane à fibres creuses, un phénomène d'échange de diffusion de gaz se produira, c'est-à-dire que la forte concentration de gaz carbonique dans le sang veineux se diffuse dans le gaz mélangé, et l'oxygène mélangé dans celui-ci se diffuse dans le sang, complétant ainsi le processus d'oxygénation du sang dans l'oxygénateur (poumon à membrane), et le sang veineux rouge foncé est transformé en sang artériel riche en oxygène.

(Schéma des échanges gazeux dans le poumon à membrane)

La pompe à sang est une pompe à sang centrifuge à couplage magnétique

La pompe à sang centrifuge à couplage magnétique est une pompe qui transporte du liquide par la force centrifuge générée par la rotation de la roue.

(Machine à principe ECMO)

À l’heure actuelle, l’épidémie nationale de COVID-19 est globalement sous contrôle. Toutefois, l’épidémie qui se propage de manière incontrôlée dans des pays et des régions situés en dehors de la Chine est également préoccupante. L’ECMO est un espoir pour les patients atteints de pneumonie sévère, et c’est également une bonne nouvelle pour de nombreux patients atteints de maladies cardiogéniques et pulmonaires. La recherche, le développement et l’application d’équipements et de consommables ECMO produits localement, offrant d’excellentes performances et des prix relativement bas, sont essentiels.

Pendant la période critique de l’épidémie mondiale de COVID-19, la demande de produits ECMO dans divers pays a considérablement augmenté. Cependant, le coût élevé de l’hôte et des consommables a limité l’introduction de l’ECMO dans de nombreux pays et a également limité l’utilisation de l’ECMO par de nombreux patients. Les chercheurs scientifiques du monde entier ont encore un long chemin à parcourir.