Les 4 et 5 février derniers, Jakajima a organisé la 8e édition de sa conférence sur l'impression 3D médicale. La première journée a proposé des sessions parallèles sur l'impression 3D dentaire et la bio-impression 3D, tandis que la deuxième journée a été consacrée à l'impression 3D de produits pharmaceutiques et à l'impression 3D en tant que technologie médicale. Les participants à la conférence du deuxième jour ont également bénéficié d'une session plénière approfondie axée sur l'impression 3D dans les hôpitaux (non) universitaires.

La conférence a réuni environ 150 participants pendant les deux jours. Pieter Hermans de Jakajima et moi-même (Kety SINDZE) avons assuré la modération des sessions le premier jour de la conférence, tandis que le deuxième jour, il était accompagné d'Alessandro Ricci de 3Dific dans cet exercice.

Tout d'abord, il est intéressant de noter que, contrairement à d'autres conférences/événements organisés dans le pays, cette conférence n'était pas un événement dédié aux Pays-Bas. Elle a en fait rassemblé des orateurs internationaux et nationaux ainsi qu'un public varié appartenant à la fois au secteur médical et à celui de l'impression 3D.

Toutefois, afin de rendre compte des principaux enseignements que les professionnels ont tirés de cette conférence, les lignes qui suivent seront axées sur les principaux points forts de la session d'impression 3D dentaire.

7 professionnels aux profils variés ont partagé leurs expériences et les principales expériences qui façonnent actuellement le monde de l'impression 3D dentaire.

Application de l'impression 3D d'un implant spécifique au patient en chirurgie buccale et maxillo-faciale

Sur base de cas réels de patients, le Dr Yi Sun, responsable du laboratoire de planification chirurgicale 3D - Chirurgie orale et maxillo-faciale à UZ Leuven (en Belgique), a démontré que l'utilisation de l'impression 3D pour les implants en chirurgie orale et maxillo-faciale est déjà une réalité en Belgique.

La présentation du spécialiste a montré comment les domaines de la dentisterie et de la chirurgie maxillo-faciale peuvent tirer profit de l'impression 3D dans des domaines spécifiques tels que la chirurgie ortho-gnathique, la reconstruction maxillo-faciale et autres.

 

En plus des applications cliniques des implants en titane imprimé en 3D, l'auditoire en a appris davantage sur le flux de travail de conception et les défis cliniques et d'ingénierie auxquels l'équipe est confrontée.

Si chaque cas est unique, le Dr Sun a indiqué que la plupart du temps, étant donné l'ampleur de certains projets, la plupart des recherches sont menées sur des animaux et requiert l’utilisation des échafaudages imprimés en 3D pour la régénération osseuse.

Cependant, malgré les possibilités infinies que l'impression 3D peut offrir, un grand défi pour les patients et l'équipe professionnelle reste l'assurance financière, le contrôle de qualité concernant les réglementations médicales et la manière d'améliorer l'efficacité du flux de travail pour concevoir des implants spécifiques aux patients. Nous devons donc réunir les cliniciens, les ingénieurs et les scientifiques dans tous les domaines afin d'offrir un meilleur service de santé à nos patients.

L'orthodontie dans le monde numérique : une approche 3D combinant les technologies LMF et DLP

Emanuele Paoletto
Luca Carnevali

Emanuele Paoletto & Luca Carnevali ont discuté de l'impact des technologies 3D en orthodontie.

Emanuele Paoletto est responsable du laboratoire Orthomodul et Luca Carnevali est responsable du secteur des ventes dentaires/médicales chez Sisma. Leur présentation a mis en avant le protocole MAPA, un protocole développé par Maino B. Giuliano, Mura Paola et Emanuele Paoletto, qui permet de traiter un patient en une seule opération tout en tirant parti des technologies 3D.

En prenant l'exemple d'un ancrage squelettique, Paoletto a expliqué que tout au long du flux de travail en 3D, un scan du patient permet à l'équipe médicale de planifier la stratégie chirurgicale et le placement de la mini-vis. Les guides chirurgicaux et l'armature métallique sont ensuite conçus avant d'être imprimés sur la technologie d'impression 3D de Sisma (une imprimante DLP pour les modèles et les guides, ou une imprimante LMF pour les armatures métalliques). Ce n'est qu'après le processus d'impression que l'équipe médicale peut procéder à l'intervention chirurgicale.

Emanuele Paoletto et son équipe ont été reconnus par diverses publications scientifiques dans le monde entier. Aujourd'hui, ils sont prêts à collaborer avec les équipes médicales qui seraient intéressées par ce protocole.

L’impression 3D multi-matériaux à jet d'encre pour la dentisterie

René van der Meer, CTO et co-fondateur de Lake3D, croit au potentiel de l’impression 3D multi-matériaux à jet d’encre pour les applications dentaires.

La plupart des imprimantes 3D multi-matériaux disponibles sur le marché sont utilisées pour des applications de prototypage rapide. Selon M. van der Meer, Lake3D vise à changer la donne en développant un dispositif qui améliorera des aspects clés de la production tels que le temps et les pièces imprimées prêtes à l’emploi.

 

En outre, le projet nécessite la contribution de quatre entreprises : NextDent, une société de 3D Systems spécialisée dans les applications dentaires, Brightlands Materials Center pour son expertise dans les matériaux d’impression 3D ; TNO, un organisme de recherche qui apporte son expérience dans la technologie SLA et Océ. Reconnue pour son expertise en matière d’impression 2D, Océ apportera les têtes d’impression nécessaires à la technologie jet d’encre de l’imprimante 3D.

Avec son équipe, M. van der Meer a démontré le potentiel du jet d’encre 3D multi-matériaux pour le dentaire lors d’un projet financé par EFRO/STIMULUS. Sa présentation ne montre pas seulement qu’ils sont sur le point de réaliser quelque chose de significatif, elle montre également que leur solution pourrait offrir des solutions qui pourraient aller au-delà du domaine médical.

Transformer votre mâchoire supérieure en protège-dents

Entrer sur le marché de l’impression 3D par l'industrie du sport est certainement le meilleur moyen d'éviter les contraintes réglementaires que la technologie a fait naître dans l'industrie médicale.

C'est le pari qu'a fait Arno Hermans, fondateur de 3D Mouthguard, une entreprise qui améliore la façon dont les athlètes pratiquent leur sport favori en utilisant une technologie de pointe pour produire des vêtements de sport.

Selon un rapport du QYResearch Group, en 2018, le marché mondial des protège-dents s'élevait à 174,9 millions d'USD, et il sera de 278,6 millions d'USD en 2025, avec un TCAC de 6,9 % entre 2018 et 2025.

Étant donné le rôle clé que joue le protège-dents dans diverses disciplines sportives telles que le hockey et le rugby, Hermans saisit l'occasion de développer un produit sur mesure pour chaque athlète qui protégera sa bouche pendant les compétitions.

Selon Hermans, les protège-dents actuellement disponibles sur le marché ne sont pas toujours confortables, hygiéniques, sûrs et durables. Avec son équipe, ils développent un produit sur mesure pour chaque athlète qui ne nécessite pas des semaines de production mais seulement 24 heures après avoir reçu une commande. En plus des multiples étapes de fabrication qui ont été supprimées, un autre avantage clé que l'ingénieur a souligné est le fait qu'il n'est plus nécessaire de passer chez le dentiste.

Pour tester les capacités de ce produit, l'entreprise a effectué plusieurs tests, dont une étude sur la salive et une étude d'impact.

Dans le cadre de l'étude sur la salive, de la salive artificielle (salive ordinaire et salive combinée à des boissons pour sportifs) a été mise pendant 1176 heures d'affilée dans le matériau utilisé pour le produit. Hermans a expliqué que les résultats montrent qu'il n'y a pas d'effet sur les conditions mécaniques du matériau Arnitel® ID2045, un matériau développé par DSM Additive Manufacturing.

En ce qui concerne les bactéries, « les bactéries adhèrent au matériau, il est donc très important de nettoyer régulièrement le protège-dents », explique M. Hermans. La même observation est faite pour les protège-dents traditionnels.

« Un autre résultat est que le protège-dents imprimé en 3D résiste au lave-vaisselle. Cela signifie que le protège-dents peut supporter des températures élevées sans perdre sa résistance. Il faut faire cependant attention à certains aliments dans le lave-vaisselle tels que les tomates qui ont un effet sur la couleur du protège-dents », a déclaré le fondateur.

L'étude d'impact, d'autre part, vise à rechercher la meilleure façon de mesurer un impact réaliste. Dans ce cas précis, il se trouve que le balancement est la méthode utilisée par l'entreprise. En se basant sur différentes vitesses et sur le rebond, l'équipe a pu mesurer la consommation d'énergie et la distribution de courant. Cette étude est toujours en cours car l'étape suivante consiste à analyser la réaction des matériaux.

Enfin, le protège-dents est produit à l'aide de la technologie d'impression 3D FDM. L'entreprise explore actuellement d'autres technologies de fabrication afin de diversifier son flux de production.

3D Mouthguard vise à développer un produit sûr pour les sportifs.  L'entreprise a encore un long chemin à parcourir, mais une chose est sûre, elle est sur la bonne voie.

Simulation numérique dans la fabrication additive

Mathieu Perennou, directeur des ventes et du développement commercial pour la région EMEA chez Simufact Engineering GmbH, a présenté l'utilisation principale de la simulation de la FA dans diverses applications. Si la plupart des exemples présentés ont démontré un potentiel clé de la simulation numérique pour les applications automobiles et aérospatiales, les principes de la simulation restent les mêmes pour les applications médicales : identifier à l'avance les problèmes de fabrication et établir des contre-mesures avant le processus d'impression.

Néanmoins, les exigences pour tirer parti de la simulation de la FA dans les applications médicales restent très différentes par rapport aux applications industrielles. Bien que les différences n'aient pas été présentées, il convient de noter que la simulation peut être utilisée à différents stades de la chaîne de valeur de la FA. Ces étapes de simulation sont parfois très gourmandes en données et des installations de calcul haute performance (HPC) peuvent être nécessaires. Par conséquent, l'utilisation de la simulation nécessite une expertise approfondie en mécanique informatique pour s'adapter en conséquence.

Technologies des nanofibres pour améliorer la compatibilité biologique des implants métalliques

Enfin, Marek Pokorny, chercheur principal chez Contipro, un producteur d'acide hyaluronique pour les industries pharmaceutique et cosmétique, a expliqué comment les technologies des nanofibres peuvent améliorer la compatibilité biologique des implants métalliques.

Il a attiré l'attention sur l'importance du traitement de surface des implants 3D destinés à la pharmacie. « Une couche de surface d'un implant métallique affecte son acceptation par le corps humain », a expliqué M. Pokorny. Lors de la présentation de l'ensemble du processus, il a montré comment le traitement de surface peut améliorer les propriétés de l'implant métallique, telles que sa biocompatibilité, renforcer l'adhésion et la prolifération des cellules, réduire les réactions inflammatoires et faciliter l'intégration entre l'implant et les tissus environnants.

Cette amélioration est due à l'ajustement continu du processus de filage pour obtenir l'uniformité et la qualité de la couche de surface ; plus important encore, pour obtenir les géométries et les mesures mécaniques souhaitées tout en évaluant les résultats des essais précliniques.

« D'après les résultats obtenus, l'utilisation de ces revêtements est très prometteuse pour une utilisation pratique en chirurgie orthopédique », a conclu M. Pokorny.

 

Gabi Janssen, Business Development Manager Healthcare chez DSM Additive Manufacturing, a partagé le point de vue de l'entreprise sur les réglementations en matière d'applications médicales. Toutefois, elle n'a pas pu faire de commentaire dans les délais impartis pour la publication de cet article.

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