Comment imprimer en 3D des modèles anatomiques souples avec BioMed Flex 80A Resin et BioMed Elastic 50A Resin
Formlabs présente deux nouveaux matériaux développés pour l'impression 3D directe de dispositifs médicaux et de modèles élastomériques et biocompatibles : BioMed Flex 80A Resin et BioMed Elastic 50A Resin. Ces nouveaux matériaux représentent une innovation majeure dans le domaine des applications médicales, notamment dans le domaine des modèles anatomiques.
Jusqu'à présent, les professionnels de la santé qui souhaitaient créer des modèles anatomiques à partir de matériaux souples devaient faire face aux difficultés liées aux procédés complexes de moulage en silicone : des procédés à forte intensité de main-d'œuvre qui s'accompagnaient d'une liberté géométrique limitée, de résultats incohérents et d'un immense investissement en temps et en argent. Ils pouvaient également recourir à des sous-traitants coûteux ou à des modèles rigides.
C'est là que BioMed Flex 80A Resin et BioMed Elastic 50A Resin font toute la différence : elles offrent aux professionnels de la santé la possibilité de combiner les avantages des matériaux élastomères et biocompatibles conventionnels avec l'utilisation intuitive et les flux de travail efficaces des imprimantes 3D résine Formlabs.
Impression 3D de modèles anatomiques souples avec BioMed Flex 80A Resin et BioMed Elastic 50A Resin
Ce guide d'application complet présente les options de matériaux élastomères pour l'impression 3D stéréolithographique (SLA) et l'ensemble du processus de fabrication interne pour les modèles anatomiques souples.
Pourquoi utiliser des modèles anatomiques souples ?
Les modèles anatomiques souples offrent une valeur ajoutée considérable tant aux prestataires de soins qu'aux patients. Plus les cas sont complexes et les interventions médicales spécifiques, plus les modèles anatomiques aident les prestataires de soins de santé à identifier les pathologies, à planifier les interventions, à comprendre les relations spatiales tridimensionnelles des anatomies, à ajuster les instruments médicaux et à s'entraîner aux interventions avant même que les personnes traitées n'entrent dans la salle d'opération.
Les modèles en matériaux souples, en particulier, constituent un avantage majeur pour la formation chirurgicale, car ils permettent aux internes, aux stagiaires et aux étudiants d'inciser directement dans un matériau semblable à du tissu. Comme BioMed Flex80A Resin et BioMed Elastic 50A Resin sont biocompatibles et stérilisables, les modèles peuvent aussi être amenés directement dans la salle d'opération pour servir de référence anatomique ou de référence de taille pendant une intervention.
Modèle anatomique d'un cœur imprimé en BioMed Elastic 50A Resin.
L'utilisation de modèles anatomiques souples présente également des avantages pour les patients. Non seulement les résultats pour le patient sont meilleurs lorsque le médecin a la possibilité de planifier à l'aide d'un modèle sur mesure, mais le consentement du patient est amélioré lorsqu'un modèle anatomique est utilisé pour l'informer de la solution qui lui est proposée. Grâce à un modèle anatomique, les patients peuvent se faire une idée de l'échelle et de l'étendue du problème et mieux comprendre ce que les traitements proposés impliquent.
Lisez-en plus pour découvrir les options de matériaux élastomères pour l'impression directe de modèles anatomiques souples à l'aide de l'impression SLA, ainsi que les étapes associées à l'impression en interne.
BioMed Flex 80A Resin vs BioMed Elastic 50A Resin
BioMed Flex 80A Resin et BioMed Elastic 50A Resin sont similaires, en ce sens qu'il s'agit d'élastomères transparents et biocompatibles. Cependant, les différences de propriétés mécaniques font que l'un est souvent préféré à l'autre pour certaines applications. Pour la création de modèles anatomiques, les deux matériaux peuvent être utilisés : tout dépend des propriétés mécaniques de l'anatomie à simuler et de la force à laquelle le modèle doit résister.
| BioMed Flex 80A Resin | BioMed Elastic 50A Resin | |
|---|---|---|
| Couleur | Transparent avec une teinte bleue | Transparent avec une teinte jaune |
| Dureté Shore A | 80A | 50A |
| Résistance à la rupture par traction | 7,2 MPa | 2,3 MPa |
| Contrainte à 50 % d’allongement | 2,6 MPa | 1 MPa |
| Contrainte à 100 % d’allongement | 4,5 MPa | 1,3 MPa |
| Allongement | 135 % | 150 % |
| Résistance au déchirement | 22 kN/m | 11 kN/m |
BioMed Elastic 50A Resin est plus souple et correspond à peu près à la dureté d'une gomme ou d'un tampon en caoutchouc, tandis que BioMed Flex 80A Resin est un matériau plus rigide, avec une dureté similaire à celle d'une ceinture en cuir ou d'un talon de chaussure. Si les matériaux sont utilisés pour des modèles anatomiques, il est possible de faire varier la résistance effective du matériau en adaptant les dimensions du modèle (c'est-à-dire que si les parois d'une pièce sont plus fines, il sera plus facile de la découper, même si la dureté Shore reste la même).
Modèle anatomique d'un cœur imprimé en BioMed Flex 80A Resin.
BioMed Flex 80A Resin est le matériau le plus robuste et convient aux modèles anatomiques présentant des formes complexes ou aux modèles devant résister à une force importante. BioMed Elastic 50A Resin est moins robuste, mais est capable de résister à un étirement plus important avant de se déchirer.
Biocompatible
Jusqu'à présent, les fabricants de dispositifs médicaux et de composants médicaux, ainsi que la fabrication sur le lieu de traitement dans les hôpitaux et chez d'autres fournisseurs de soins de santé, dépendaient de processus de moulage en silicone à plusieurs étapes, souvent gourmands en main-d'œuvre et désordonnés, ou devaient être sous-traités à des fabricants contractuels coûteux.
Avec BioMed Flex 80A Resin et BioMed Elastic 50A Resin, les professionnels peuvent combiner les avantages des matériaux élastomères biocompatibles traditionnels avec le flux de travail facile et optimisé des imprimantes 3D résine Formlabs.
BioMed Flex 80A Resin et BioMed Elastic 50A Resin sont toutes deux certifiées ISO10993 et USP classe VI. Elles sont fabriquées dans une installation ISO 13485 enregistrée auprès de la FDA. Elles peuvent être utilisées pour des applications nécessitant un contact prolongé avec la peau (>30 jours) et un contact à court terme avec les muqueuses (≤24 heures).
« BioMed Flex 80A Resin est formidable, car elle est flexible et possède toutes les propriétés de biocompatibilité nécessaires pour produire différentes indications cliniques. Elle nous donne beaucoup plus de possibilités pour aider les chirurgiens sur le terrain. »
Prashanth Ravi, professeur adjoint au département de radiologie de l'université de Cincinnati
Création de dispositifs médicaux en silicone
Ce guide a pour but d'aider l'utilisateur à choisir la méthode de production de pièces en silicone la mieux adaptée à l'usage qu'il souhaite en faire. Il fournit des instructions pas à pas pour imprimer avec Silicone 40A Resin et le moulage de silicone à l'aide d'outils SLA imprimés en 3D (y compris des moules d'injection en deux parties, des surmoules et des moules de compression).
Retour d'information de professionnels de la santé
BioMed Flex 80A Resin et BioMed Elastic 50A Resin ont été utilisés par des fournisseurs de soins de santé et dans le cadre de la recherche clinique, ce qui a donné lieu à des retours d'information sur le matériau et ses applications.
Le Dr Prashanth Ravi, professeur au département de radiologie de l'université de Cincinnati, a utilisé la gamme de matériaux biocompatibles de Formlabs au fil des ans. Il a trouvé l'application parfaite pour le nouveau matériau : un modèle anatomique utilisé directement dans la salle d'opération pour déterminer la taille des dispositifs.
Selon lui, « un cas d'application très clair est la détermination de la taille des dispositifs lors de la planification des interventions de fermeture de l'oreillette gauche pour le traitement de la fibrillation auriculaire. Si le cardiologue souhaite prendre le modèle anatomique imprimé en 3D et stérilisé dans la salle d'opération pour dimensionner le dispositif et communiquer avec l'équipe chirurgicale avant l'intervention, BioMed Elastic 50A Resin est le matériau rêvé. »
Des informations relatives à l'utilisation de modèles anatomiques imprimés en 3D pour des applications cardiologiques sont disponibles dans cette revue sur l'impression 3D médicale : cardiologie.
Chez Northwell Health, l'un des principaux fournisseurs de soins de santé de pointe, l'impression 3D est déjà devenue un élément fondamental du flux de travail. Avant le lancement de ces deux nouveaux matériaux, Allison Neuwirth, chef de projet chez Northwell Health, a dû passer par un processus de moulage en silicone complexe comprenant de nombreuses étapes afin de fabriquer des dispositifs médicaux biocompatibles et personnalisés. Elle déclare que « ce matériau est parfait pour produire des pièces personnalisées malléables qui entrent en contact avec le patient. Désormais, nous ne devons plus mouler des prototypes en silicone, ce qui demandait beaucoup de travail et entraînait du gaspillage. »
Neurovasculature imprimée avec BioMed Elastic Resin 50A.
Chez Baystate Health, Greg Gagnon, expert en impression 3D, est chargé de préparer des dispositifs de bolus imprimés en 3D et d'autres instruments médicaux pour l'équipe médicale. Ce n'est que depuis le lancement de BioMed Elastic 50A Resin qu'il est en mesure de tirer profit de l'impression 3D directe de matériaux élastomères. Il a « beaucoup apprécié le matériau. Sa densité électronique relative est presque identique à celle de l'eau (1,0 g/cm3), ce qui le rend parfait pour imprimer des dispositifs de bolus. [Nous] avons déjà terminé certaines conceptions pour commencer les essais et étendre son utilisation au domaine chirurgical. »
« BioMed Flex 80A Resin de Formlabs est un complément robuste et durable à la gamme de matériaux de l'entreprise. Elle allie une grande précision qui permet de reproduire de petits détails à une dureté Shore élevée, tout en étant biocompatible. »
Brian Powell, consultant en dispositifs médicaux
Brian Powell, consultant médical basé en Pennsylvanie, note que « tenant compte de l'étape supplémentaire de post-polymérisation par ultraviolets qui nécessite d'immerger la pièce dans l'eau, j'ai trouvé que ce matériau répondait parfaitement à mes besoins en matière de précision et de facilité générale de post-traitement. Ce produit vient compléter la gamme de matériaux BioMed de Formlabs, qui offre une foule d'options pour créer des composants biocompatibles flexibles. Cela valait la peine d'attendre son lancement, de même que celui de BioMed Elastic 50A Resin. »
Utiliser les élastomères biocompatibles de Formlabs pour créer des modèles anatomiques vasculaires
Découvrez comment les professionnels de la santé peuvent incorporer des matériaux élastomères et biocompatibles dans des flux de travail d'impression 3D innovants en utilisant les nouvelles BioMed Flex 80A Resin et BioMed Elastic 50A Resin de Formlabs.
Étapes de l'impression avec des élastomères
1. Scan
Pour démarrer, commencez par un scan tomodensitométrique, une IRM, une échographie 3D ou un scan de surface de l'anatomie qui vous intéresse. La qualité de cette image est essentielle, car une imagerie de bonne qualité se traduira par une meilleure résolution de la pièce imprimée.
Certains comptes rendus spécifiques doivent être pris en compte lors du choix d'un scanner de surface pour les applications de santé. Cet article peut vous aider à déterminer le meilleur scanner de surface pour votre application générale, et cet article peut vous aider à déterminer le meilleur scanner pour les applications de podologie.
2. Conception
Certains modèles anatomiques peuvent nécessiter des modifications pour pouvoir être imprimés avec succès. Assurez-vous que le modèle fini est conforme aux instructions de conception de Formlabs. Traitez votre modèle scanné soit dans votre logiciel de segmentation, soit dans un logiciel CAO de votre choix.
Dans certains lieux de soins, une session de planification chirurgicale virtuelle (VSP) peut être conseillée à ce stade. Pour ce faire, une réunion entre le professionnel clinique et l'équipe de segmentation permet d'analyser le modèle afin de procéder aux ajustements nécessaires.
3. Impression 3D
Une fois le modèle terminé et enregistré, il est temps de passer à l'impression. Pour une conformité et une biocompatibilité totales, BioMed Flex 80A Resin et BioMed Elastic 50A Resin nécessitent des bacs à résine et des plateformes de fabrication dédiés et doivent être imprimés sur une imprimante biocompatible dédiée, soit la Form 3B+ ou la Form 3BL.
Les imprimantes Formlabs utilisent le logiciel PreForm pour l'impression. Avant d'imprimer, vérifiez que votre version est à jour et ouvrez votre fichier de pièce. Sélectionnez BioMed Flex 80A Resin ou BioMed Elastic 50A Resin comme matériau d'impression et orientez votre pièce. PreForm peut aligner automatiquement les pièces conformément aux meilleures pratiques de Formlabs, ou vous pouvez les orienter manuellement.
À ce stade, il peut être nécessaire d'ajouter des supports. Les pièces en élastomère doivent si possible être imprimées sans structures de support, mais vous pouvez générer automatiquement des structures de support dans PreForm en fonction des propriétés du matériau. Enfin, orientez votre pièce sur la plateforme de fabrication et envoyez votre tâche à l'imprimante.
4. Post-traitement
Une fois l'impression terminée, le modèle anatomique doit être soumis à un post-traitement approprié. Détachez d'abord la pièce de la plateforme de fabrication, en laissant pour l'instant les structures de support sur la pièce. Placez ensuite la pièce dans la Form Wash et lavez-la en utilisant les paramètres recommandés pour BioMed Flex 80A Resin et BioMed Elastic 50A Resin que vous trouverez ici.
Une fois la pièce lavée, immergez-la entièrement dans un bécher d'eau (ou autre récipient transparent aux UV) et placez le bécher contenant la pièce dans la Form Cure. Post-polymérisez les pièces selon les réglages de temps et de température indiqués ici. Laissez les pièces dans l'eau jusqu'à ce que l'eau ait refroidi à température ambiante. Une fois que l'eau a atteint la température ambiante, retirez les pièces et laissez-les sécher.
Pour obtenir la liste des matériaux et le processus de travail détaillé, téléchargez le livre blanc.
Résines biocompatibles Formlabs pour modèles anatomiques souples
Grâce à l'écosystème complet et convivial de Formlabs, il est très facile de fabriquer des modèles anatomiques souples par impression 3D directe avec BioMed Flex 80A Resin et BioMed Elastic 50A Resin. La fabrication en interne de modèles anatomiques avec des matériaux souples s'est avérée extrêmement précieuse pour la planification des opérations, l'enseignement de la médecine et l'obtention du consentement des patients. Avec BioMed Flex 80A Resin et BioMed Elastic 50A Resin de Formlabs, vous transformez les scans des patients en modèles réalistes imprimés en 3D pour les utiliser dans la salle d'opération comme en dehors.
Vous avez des questions sur l'utilisation de l'impression 3D SLA pour produire des modèles anatomiques souples ou sur le choix de la solution d'impression 3D adaptée à votre entreprise ? Prenez rendez-vous avec un expert Formlabs qui pourra répondre à vos questions.
