Lors de votre prochaine visite d'un cabinet médical, vous verrez peut-être une imprimante 3D. Les médecins et les chercheurs utilisent l'impression 3D en interne pour réaliser toutes sortes de tâches : du prototypage de nouveaux produits à la conception de guides chirurgicaux personnalisés. Cette technologie de pointe améliore la qualité des soins aux patients, aide les médecins à travailler plus efficacement et vient à l'appui de la recherche qui permet de faire avancer la médecine.
1. Stents personnalisés pour un ajustement parfait
Tracheal stents, used to open the airway of patients who have trouble breathing, are not one size fits all. A traditional stent (left) is straight and can move around in the trachea, while custom 3D printed stents (middle and right) are designed for the individual patient’s body, greatly reducing complications.Le Dr. George Cheng crée des stents trachéaux en imprimant en 3D un moule personnalisé basé sur les données d'imagerie du patient, puis en y versant de la silicone pour obtenir le moule final.
2. Mappage du cerveau
Créée en collaboration avec le laboratoire Seung de Princeton, Eyewire est un jeu en ligne qui réalise un mappage du cerveau. Tout le monde peut jouer, et il n'est pas nécessaire d'avoir un certain niveau scientifique. Plus de 200 000 personnes dans 145 pays le font déjà. Ensemble, ils mappent la structure des neurones en 3D, faisant avancer notre ambition de comprendre le cerveau humain. Eyewire utilise l'imprimante 3D Form 2 pour explorer les neurones comme modèles 3D, offrant une compréhension plus complète de leur structure complexe.
3. “Selfies” médicaux
La curiosité peut vous sauver la vie. En 2007, Steven Keating s’est porté volontaire pour une étude où les chercheurs balayaient son cerveau tandis qu'il regardait des araignées. Il a demandé à avoir les données brutes, mais les chercheurs qui ont constaté une légère anomalie l'ont rassuré. Sept ans plus tard, Steven a eu de légères céphalées et a senti une faible odeur de vinaigre. Sachant que l'anomalie a touché la zone du cerveau qui est responsable du traitement des odeurs, il a immédiatement demandé une IRM. Ce qu'il a découvert était étonnant : une tumeur cérébrale de la taille d'une balle de baseball. Le doctorant au groupe Mediated Matter du MIT a utilisé l'impression 3D pour visualiser sa tumeur sur la base de données d'imagerie et est maintenant un partisan du libre accès aux données des patients. Pour voir l'histoire complète, regardez le discours TEDxYYC de Steven..
4. Prototypage de nouveaux dispositifs médicaux
Sutrue a créé un dispositif de suture automatique qui effectue des sutures nettes et reproductibles, ce qui diminue les chances de dommage tissulaire. Le prototype fonctionnel (ci-dessus) a été réalisé avec une imprimante 3D de Formlabs par l'ingénieur Alex Berry et le cardiologue Richard Trimlet.
5. Restauration dentaire
Lorsque vous perdez une dent, vous recourez sûrement à un implant dentaire pour restaurer votre sourire. Traditionnellement, les dentistes réalisent un perçage à main levée pour créer le point de fixation de l'implant dans votre bouche. Aujourd'hui, il est possible de réaliser une planification à l'avance sur un logiciel 3D et d'imprimer un guide de perçage biocompatible à porter par le patient pendant l'intervention chirurgicale, ce qui rend la procédure plus rapide et exacte.
6. Guides chirurgicaux vétérinaires
Les guides chirurgicaux ne sont pas faits uniquement pour les patients humains. Dustin Headley, professeur assistant à l'université d'État du Kansas, a collaboré avec des concepteurs pour assister dans la planification chirurgicale en médecine vétérinaire. Ces impressions 3D du poumon d'un chien atteint d'une tumeur (à gauche), d'un crâne de chien (au centre) et d'un coude avec cubitus retourné (à droite) aident les chirurgiens à planifier et à s'entraîner à l'avance pour les procédures complexes.
7. Applications microfluidiques pour la biologie synthétique
Les puces microfluidiques ont été traditionnellement fabriquées sur des plaques 2D planes, mais aujourd'hui, les chercheurs explorent la frontière des conceptions fluidiques 3D. Les dispositifs microfluidiques ci-dessus ont été créés pour le prototypage des colonies microbiennes, un cours du MIT animé par David Kong. L'objectif du cours est de recréer la colonie microbienne intestinale humaine. En savoir plus sur l'impression 3D en microfluidique avec les astuces de conception du chercheur Dan Chen..
8. Formation de la nouvelle génération de chirurgiens pédiatriques
Biomedical Modeling Inc. est l'une des premières entreprises de modélisation médicale de l'industrie. Dans un cas, ils ont créé un moule pour la moelle épinière infantile et y ont coulé un modèle de silicone (ci-dessus). Les neurochirurgiens pédiatriques ont utilisé le modèle pour pratiquer la chirurgie du spina-bifida, une malformation congénitale sévère.
9. Création de prothèses faciales pour les patients accidentés et atteints de cancer
En 2012, Shirley Anderson (à droite) a perdu sa mâchoire suite à une radiothérapie dans le cadre de son traitement pour le cancer. Le Dr. Travis Bellicchi à gauche), un résident à la faculté de médecine dentaire de l'université de l'Indiana, a inventé un nouveau flux de travail numérique destiné à la création de prothèses faciales pour aider Shirley et d'autres survivants du cancer et du traumatisme facial. Dans sa nouvelle méthode, le Dr. Bellicchi utilise l'impression 3D pour créer des moules hautement détaillés et réalistes servant à produire des prothèses faciales. Ces nouvelles prothèses promettent plus de confort, une apparence plus naturelle, une intervention moins invasive pour le patient, et moins d'effort de production pour le clinicien.
10. Education au diabète
Avec une carrière en animation de jeux vidéo, Casey Steffen n'est certainement pas le traditionnel éducateur aux soins de santé. Casey utilise l'impression 3D pour l'éducation aux diabètes, par exemple au moyen des modèles d'analogues d'incrétine imprimés en 3D ci-dessus. Les incrétines sont des hormones qui causent une diminution du taux de sucre dans le sang ; et leurs analogues peuvent être utilisés pour traiter les patients diabétiques. Casey a initialement offert son modèle du HbA1c aux éducateurs de diabétiques sur un site de financement participatif, et accepte aujourd'hui des commandes de protéines imprimées en 3D sur son site Biologic Models.
11. Des modèles médicaux personnalisés pour de meilleures interventions chirurgicales
Le Dr. Mike Itagaki utilise l'impression 3D de bureau pour créer des modèles médicaux (tels que les reproductions de l'anévrisme aortique ci-dessus) pour la préparation chirurgicale, la formation, et plus. Dans un cas, le Dr. Itagaki a sauvé la rate d'un patient en pratiquant une chirurgie reconstructive avancée sur un modèle 3D imprimé à partir de ses données de tomodensitométrie. Cette réussite l'a inspiré pour fonder Embodi3D, la première communauté d'impression 3D médicale en ligne.
Les nouvelles technologies au service des soins médicaux
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