Des imprimantes 3D dans les blocs opératoires

Depuis quelques années, l’impression 3D est deve­nue une tech­no­lo­gie impor­tante pour la méde­cine, notam­ment dans des domaines comme celui des pro­thèses et des implants den­taires ou osseux, mais éga­le­ment pour la sub­sti­tu­tion de membres ampu­tés ou la recons­truc­tion de la peau des per­sonnes vic­times de brûlures. 

Plus récem­ment, bien d’autres dis­ci­plines médi­cales, comme les sec­teurs car­dio-vas­cu­laire, uro­lo­gique et neu­ro­chi­rur­gi­cal, ont aus­si com­men­cé à s’intéresser à la fabri­ca­tion addi­tive. Alors que les recherches en bio-impres­sion d’organes et tis­sus cherchent des pistes pour pal­lier le manque de don­neurs d’organes, le sec­teur phar­ma­ceu­tique s’en empare éga­le­ment pour conce­voir des médi­ca­ments aux formes et aux pro­prié­tés particulières.

L’impression per­son­na­li­sée de dis­po­si­tifs médicaux

Le grand atout de l’impression 3D est sa capa­ci­té de per­son­na­li­sa­tion : les implants den­taires, les pro­thèses de hanches, côtes, ster­num, genoux, mais aus­si les appa­reils audi­tifs ou les semelles ortho­pé­diques, deviennent ain­si des objets uniques, spé­ci­fiques à chaque patient.

L’in­gé­nieur Ber­nar­do Inno­cen­ti, pro­fes­seur en bio­mé­ca­nique à l’École poly­tech­nique de l’Université Libre de Bruxelles et pré­sident de la socié­té belge CAOS (Com­pu­ter Assis­ted Ortho­pae­dic Sur­ge­ry) tra­vaille en col­la­bo­ra­tion avec les chi­rur­giens ortho­pé­diques, et en par­ti­cu­lier avec les spé­cia­listes de la chi­rur­gie du genou. 

Il explique que l’u­ti­li­sa­tion de la fabri­ca­tion addi­tive en chi­rur­gie est un tra­vail inter­dis­ci­pli­naire, néces­si­tant un dia­logue conti­nu entre chi­rur­giens, cher­cheurs et ingé­nieurs. L’in­te­rac­tion entre ces figures pro­fes­sion­nelles est selon lui la clé du suc­cès d’un pro­duit bio­mé­di­cal et de la gué­ri­son du patient après une opé­ra­tion. « L’impression 3D ne sert pas seule­ment à la fabri­ca­tion des implants à ins­tal­ler, mais donne sur­tout au chi­rur­gien le maxi­mum d’informations pos­sibles concer­nant l’or­gane sur lequel il faut inter­ve­nir, avant même l’opération » précise-t-il. 

Pré­pa­rer les opérations 

En effet, en phase pré­opé­ra­toire, l’impression d’une réplique tri­di­men­sion­nelle de la par­tie concer­née peut aider à col­lec­ter des don­nées capi­tales, par­fois impos­sibles à obte­nir sans cette tech­no­lo­gie. Le chi­rur­gien peut ain­si tenir dans sa main l’os ou l’articulation, en se ren­dant pré­ci­sé­ment compte de la forme, de l’encombrement, des carac­té­ris­tiques tac­tiles, de l’é­ten­due du dommage. 

« Aujourd’hui, en uti­li­sant dif­fé­rentes cou­leurs et maté­riaux d’impression, nous pou­vons vrai­ment simu­ler l’os et défi­nir les zones de haute ou basse den­si­té osseuse, pour déci­der où poser les vis et les plaques » s’en­thou­siasme Ber­nar­do Innocenti. 

L’impression 3D per­met non seule­ment de conce­voir des pro­thèses sur mesure, mais éga­le­ment de fabri­quer des ins­tru­ments chi­rur­gi­caux per­son­na­li­sés, pour garan­tir une inser­tion sur mesure pour chaque patient, tenant compte de la posi­tion de ses muscles et ses ten­dons. Des guides chi­rur­gi­caux, par exemple, aident le chi­rur­gien à défi­nir les lignes de coupe et les points de trépanation. 

En phase post-opératoire

La fabri­ca­tion addi­tive pour­rait éga­le­ment être utile en phase post-opé­ra­toire, pour sur­veiller la crois­sance de l’os et l’in­té­gra­tion prothèse/os, mais il existe pour l’instant des méthodes moins coû­teuses et très efficaces. 

Ber­nar­do Inno­cen­ti tient à sou­li­gner que l’utilisation de la fabri­ca­tion addi­tive en chi­rur­gie pré­sente d’é­normes avan­tages si toutes les étapes sont exé­cu­tées avec une extrême pré­ci­sion, mais éga­le­ment si l’on dis­pose des moyens et sur­tout du temps néces­saire. En effet, l’interaction médecin/ingénieur, la concep­tion, la modé­li­sa­tion imposent des délais sup­plé­men­taires, alors que les durées de fabri­ca­tion et d’installation en phase opé­ra­toire sont com­pa­rables aux autres techniques. 

« Si l’impression 3D en chi­rur­gie met­tra quelques années à se démo­cra­ti­ser et à être accep­tée par les pra­ti­ciens, nous voyons d’ores et déjà une impor­tante dif­fu­sion dans l’enseignement », assure Ber­nar­do Inno­cen­ti.  « Dans le cas des patho­lo­gies rares, l’impression 3D pour­ra même aider à la consti­tu­tion d’une base de don­nées pour la for­ma­tion des jeunes chi­rur­giens ».Récem­ment, il a même com­men­cé à tra­vailler dans le champ de la car­dio­lo­gie, un autre sec­teur où l’utilisation de la fabri­ca­tion addi­tive est en crois­sance. Comme dans le cas du sec­teur ortho­pé­dique, l’in­té­rêt ne réside pas seule­ment dans la fabri­ca­tion de pro­thèses (valves et stents) mais aus­si dans le degré de pré­ci­sion qu’elle per­met en phase opé­ra­toire. « Plus qu’améliorer les ins­tru­ments et les médi­ca­ments, la fabri­ca­tion addi­tive amé­liore la thé­ra­pie dans sa glo­ba­li­té », conclut Ber­nar­do Innocenti.