Le cahier des charges pour la conception et le développement du boîtier de cœur artificiel total implantable s'est considérablement durci au cours des années, entraînant l'abandon des concepts de cœurs artificiels totaux implantables (CATI) pneumatiques au profit de CATI électriques. Selon le site d'implantation, orthotopique ou hétérotopique, il doit prendre une forme différente. La biocompatibilité et la biostabilité doivent être garanties. L'étanchéité est impérative. Compte tenu de ces prérequis et des matériaux accessibles, notre équipe de recherche préfère le titane et ses alliages plutôt l'acier 316L et ses dérivés, aux alliages de cobalt et de nickel, au polyméthylmétacrylate et au polyéthylène de poids moléculaire élevé, en raison de leur résistance à la corrosion et de leur biocompatibilité, mais également en raison de leur faible densité et de leurs bonnes propriétés mécaniques. Plus particulièrement, nous avons choisi le Ti6Al4V en raison de l'expérience acquise au fil des années. Les premiers modèles étaient conçus à partir de laborieux moulages en cire. Les différentes pièces étaient ensuite assemblées. Il s'agissait de soudures dans le cas de boîtiers en titane. Les modifications apportées à la structure cristalline du titane par le chauffage, conduisaient à la modification de ses propriétés et entraînaient des risques prématurés de fracture. Puis vinrent les boîtiers de type monobloc usines dans une pièce de titane ou d'alliages de titane à l'aide de machines numériques à cinq axes, ce qui solutionnait ce problème et offrait une biorésistance accrue. Les coûts de production apparaissent supportables pour quelques unités. La stéréolithographie constitue une approche essentielle pour produire les boîtiers en série. Nous avons donc du faire appel à la stéréolithographie pour produire nos boîtiers. Le design qui répond le mieux aux besoins d'ergonomie du cœur artificiel total implantable, tout en permettant la validation mécanique du concept sur banc d'essais, est ainsi rapidement identifié. Nous avons aussi pu préparer une pièce positive afin de créer le moule dans lequel les boîtiers de titane seront coulés par le procédé de cire perdue. Ultérieurement, ces boîtiers devront être polis et la surface traitée pour accroître sa résistance à l'oxydation. Une telle approche est souple, rapide et relativement peu coûteuse.

The required specification for the design and development of the housing for a totally implantable artificial heart has become much more demanding over recent years. For ergonomic reasons, the shape will depend on whether the site of implantation is in the thorax or the abdomen. As well as ensuring biocompatibility and biostability, the device must also be impermeable to moisture and water vapor. Considering these requirements, as well as the availability of suitable materials, our research team has chosen to use titanium and its alloys for the fabrication of the housing. The early prototypes were made by means of the labor intensive wax molding process. The various molded parts were then assembled by welding the titanium housing together. The heat associated with this process altered the crystalline structure of the titanium, and led to modifications in certain properties which could have resulted in an increased risk of premature failure. An alternative approach has been to machine the housing out of one piece of titanium or titanium alloy by means of a computer controlled five-axis milling machine. This has improved the biodurability, but the increased cost of production is considered unacceptable. We have therefore used stereolithography (STL) to fabricate the housing. This technique has unabled us to move more quickly towards the design that best meets the ergonomic requirements of the totally artificial heart, and at the same time allowed us to validate the design on a mechanical bench test. Once the design is optimized, an STL model will be produced and this will be used to fabricate the titanium housing parts by the investment resin casting process. Following this, the housing will be polished and the surfaces will be treated to improve the corrosion resistance. This approach is proving to be both faster, more flexible and, at the same time, less costly.