Avec le lancement de l’imprimante 3D J750™ Digital Anatomy™ l’année dernière, Stratasys a offert aux médecins une nouvelle manière de se perfectionner avant la salle d’opération. Lancé dans le but d’imiter les tissus mous de cardiologie, tels que les cœurs et les vaisseaux sanguins, le fabricant annonce aujourd’hui quelques améliorations qui permettront aux professionnels de la médecine de mieux utiliser l’imprimante 3D.
Cette mise à jour fait certainement suite aux premiers retours d’information reçus de la part des professionnels de santé qui ont utilisé l’imprimante alimentée par le logiciel Digital Anatomy et des matériaux comme GelMatrix™ et TissueMatrix™.
« Nous sommes convaincus qu’une meilleure préparation produit de meilleurs résultats cliniques », a déclaré la vice-présidente Osnat Philipp, responsable à l’échelle mondiale de l’équipe consacrée à la santé, chez Stratasys. « Les propriétés mécaniques des os sont essentielles : pour permettre à notre squelette de supporter les mouvements, pour protéger nos organes vitaux et, en fin de compte, pour améliorer notre qualité de vie. Pouvoir imprimer en 3D des modèles biomécaniquement précis et correspondant spécifiquement à chaque patient est essentiel pour cette préparation. »
Malgré la forte demande de modèles osseux, les options de modèles traditionnels présentent de graves lacunes. L’industrie médicale a traditionnellement utilisé des os humains provenant de cadavres ou des solutions d’impression 3D héritées, qui se sont toutes révélées inadéquates. L’os humain est cher, difficile à obtenir et difficile à acquérir avec les caractéristiques pathologiques précises nécessaires, comme dans le cas de tumeurs ou de reflets d’âges différents. Les modèles d’os fabriqués sur étagère ne présentent pas non plus ces caractéristiques spécifiques au patient, et les autres solutions d’impression 3D traditionnelles sont biomécaniquement irréalistes. En revanche, qu’il s’agisse d’insérer une vis ou de percer ou scier un os, les professionnels de la santé peuvent s’attendre à un retour d’information haptique très réaliste de la part des modèles d’anatomie numérique, et chaque modèle peut être créé à partir d’un scan réel du patient.
Les modèles de crâne et de colonne vertébrale imprimés en 3D pour les ateliers de formation des médecins permettent à ces derniers de s’entraîner à couper et à percer des os, a déclaré un directeur médical d’un hôpital pour enfants en Floride. Il s’est concentré sur l’utilisation d’une simulation de pointe pour transformer la formation et l’éducation pédiatriques. Les possibilités me semblent infinies, car les médecins peuvent « opérer avant d’opérer ». « Cela va réduire le temps d’opération, diminuer la morbidité et la mortalité, et nous aider à réduire le temps d’anesthésie, ce qui est meilleur pour le développement du cerveau.
Si l’imprimante 3D est en soi une technologie de pointe, c’est le logiciel Digital Anatomy qui lui permet de révéler toute sa puissance. Plus de 100 préréglages sophistiqués ont été développés et affinés grâce à des années de tests d’experts, en partenariat avec les meilleurs centres médicaux universitaires et hôpitaux du monde entier. Par exemple, les disques intervertébraux peuvent être imprimés normaux ou dégénérés. Les articulations entre les vertèbres peuvent être imprimées à des degrés divers de rigidité. La structure plus dense de l’os du crâne se différencie de celle des os en général. Les os longs peuvent être imprimés avec des quantités variables de moelle. Différentes combinaisons de matériaux sont produites au niveau du voxel 3D pour garantir les bonnes propriétés biomécaniques.
Les chercheurs du laboratoire de mécanique numérique et de biomécanique expérimentale de l’université de Tel-Aviv ont effectué une évaluation clinique des caractéristiques des modèles osseux imprimés en 3D sur le système d’anatomie numérique, en se concentrant plus particulièrement sur la précision avec laquelle ils reproduisent la force d’arrachement des vis et le couple d’entraînement en utilisant des vis corticales et spongieuses. L’étude de 2020 a conclu que la force d’arrachement des vis orthopédiques dans les modèles imprimés en 3D avait une réponse haptique similaire à celle de l’os d’un cadavre humain.
Une deuxième étude menée cette année par des chercheurs du laboratoire de science et d’ingénierie des matériaux de l’Institut de technologie du Technion en Israël a démontré la précision mécanique des modèles de colonne vertébrale imprimés en 3D par rapport aux colonnes vertébrales de cadavres. L’étude a pu démontrer que les modèles de vertèbres lombaires imprimés en 3D représentaient avec précision l’amplitude des mouvements par rapport à la littérature publiée sur les épines humaines.
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