Création de guides de coupe spécifiques aux patients avec des matériaux biocompatibles certifiés ISO

Les hôpitaux du monde entier se tournent de plus en plus vers l'impression 3D en interne pour améliorer la planification préopératoire, la durée des opérations et les résultats pour les patients. Joakim Lundtoft Lindhardt, du Centre d'innovation 3D de l'hôpital universitaire d'Aarhus au Danemark, est un ingénieur de premier plan qui met en œuvre l'impression 3D dans l'ensemble de l'hôpital. Son laboratoire répond à un ensemble de besoins divers, et s'occupe en particulier des guides de coupe sur mesure afin d'améliorer les résultats pour les patients et les chirurgiens.

Le laboratoire prend une part active dans le traitement de ces patients. L'année dernière, un nourrisson est arrivé à l'hôpital universitaire d'Aarhus avec une malformation crânienne. Un processus a été mis en place pour faciliter la procédure complexe qui allait suivre : l'équipe a réalisé des scans numériques du crâne et les a envoyés à M. Lindhardt. Il s'est mis au travail en analysant le crâne et a utilisé BioMed Clear Resin pour créer des guides de coupe afin d'aider les chirurgiens pendant l'opération. BioMed Clear Resin est un matériau rigide et transparent destiné aux applications biocompatibles nécessitant un contact prolongé avec la peau ou les muqueuses, ainsi qu'avec les os, les tissus et la dentine. Ce matériau est également conforme à la norme ISO 18562, ce qui permet de l'utiliser pour créer des dispositifs de respiration. Il s'agit de l'une des résines SLA biocompatibles les plus validées sur le marché aujourd'hui. Elle convient donc non seulement aux guides de coupe, mais aussi à toute une série d'applications médicales dans le domaine des soins de santé. Les scans 3D ont d'abord été réalisés à des fins de diagnostic, mais l'équipe est capable de les réutiliser pour concevoir des pièces 3D. Cela permet de réduire les scans ainsi que l'exposition aux radiations.

M. Lindhardt a déclaré à propos de ce cas : « De mon point de vue, l'utilisation de l'impression 3D est bénéfique à la fois pour les patients et pour le système de soins de santé. Nous disposons désormais d'une copie exacte du [crâne] du patient avant l'intervention chirurgicale. Elle améliore la planification et nous aide à obtenir des résultats prévisibles pendant l'opération. »

Dans cet article, M. Lindhardt explique pourquoi il pense que l'impression 3D en interne est essentielle pour les hôpitaux, comment il aborde la création de guides chirurgicaux et quelles sont les prochaines étapes pour son laboratoire d'impression.

L'hôpital universitaire d'Aarhus a commencé par un simple investissement dans l'impression 3D, en engageant M. Lindhardt pour un poste d'un an. Il a été chargé de mettre en place l'infrastructure de base pour imprimer en interne des guides de coupe, en mettant l'accent sur la reconstruction de la mandibule et du crâne. Selon M. Lindhardt, « nous avons très vite réalisé l'énorme potentiel d'une unité interne. Mais nous nous sommes aussi rendu compte que son fonctionnement nécessitait des connaissances spécialisées que personne d'autre ne possède à l'hôpital. Des chirurgiens d'autres sections ont tôt fait de frapper à la porte en demandant : « Si vous pouvez le faire pour eux, vous pourriez le faire pour moi aussi ? » Nous avons commencé avec la Form 2 de Formlabs, qui répondait à tous nos besoins d'impression. Ensuite, nous sommes bien évidemment restés avec [Formlabs], et avons acquis des Form 3B pour fabriquer les guides de coupe. »

Les matériaux médicaux de Formlabs, tels que les résines BioMed, sont conçus pour les professionnels de la santé qui recherchent des matériaux de qualité médicale pour des applications exigeant performance et biocompatibilité. Les matériaux de notre famille de résines BioMed sont développés et fabriqués dans une installation certifiée ISO 13485 et sont compatibles avec les méthodes courantes de désinfection et de stérilisation.

La mise sur le marché de nouvelles résines BioMed en 2022 a renforcé l'utilisation des imprimantes SLA à l'hôpital universitaire d'Aarhus, et les certifications ISO de biocompatibilité en ont été le facteur déterminant. M. Lindhardt nous a expliqué que « les certificats ISO facilitent grandement la mise en œuvre de notre système de gestion de la qualité. Il va sans dire que nous utilisons ces matériaux, qui répondent aux exigences ISO. »

Il poursuit : « Au fil du temps, nous avons changé de matériaux à plusieurs reprises. Nous avons commencé avec Clear LT Resin, puis nous sommes passés à Surgical Guide Resin. Mais actuellement, nous utilisons BioMed Clear Resin pour nos guides de coupe, qui est notre matériau le plus fréquemment utilisé. »

M. Lindhardt a ajouté : « Ce qui est unique chez nous, c'est que nous sommes une unité hospitalière et que nous offrons nos services à l'ensemble de l'hôpital. D'autres centres d'impression sont réservés à un département spécifique et ne sont pas partagés. Nous avons élargi les cas d'utilisation possibles, ce qui nous permet d'avoir un impact beaucoup plus large sur l'hôpital. »

L'un des moyens les plus simples de justifier l'investissement dans une unité d'impression 3D interne, c'est de proposer une unité multifonctionnelle partagée avec tout l'hôpital. La polyvalence de l'impression 3D permet un retour sur investissement rapide et démontrable : vous pouvez imprimer toutes sortes de dispositifs allant des guides de coupe aux modèles de planification préopératoire, en passant par la réparation de pièces de machines, et bien d'autres choses encore.

« Ce qui est formidable avec l'impression 3D, c'est la capacité de générer des modèles sur mesure et des outils adaptés aux patients. Nous pouvons produire les mêmes géométries complexes que celles dont notre corps est fait », a ajouté M. Lindhardt.

Au début de cet article, nous avons évoqué le cas d'un nourrisson qui souffrait d'une déformation crânienne. Les imprimantes Formlabs ont permis à M. Lindhardt et à son équipe de mieux comprendre les besoins spécifiques du patient, ce qui a mené à une opération couronnée de succès. Cet exemple montre bien comment l'impression 3D permet aux professionnels de la santé d'aborder en toute confiance des cas chirurgicaux qui étaient auparavant considérés comme trop difficiles ou trop risqués.

M. Lindhardt nous confie que « la garantie de [résultats prévisibles] fait définitivement partie des avantages de l'impression 3D.  Pour en revenir au cas du crâne du nourrisson, un autre avantage de pouvoir visualiser le modèle 3D était la présence de huit fragments flottants. Sans l'impression 3D, un chirurgien n'aurait jamais eu l'audace de procéder à une telle opération, car il n'aurait tout simplement pas été en mesure d'assembler les huit fragments et d'en assurer la symétrie et la fonctionnalité. L'utilisation de [guides de coupe] imprimés en 3D permet donc une opération beaucoup plus précise, ce qui se traduit en fin de compte par de meilleurs résultats pour le patient. »

M. Lindhardt poursuit : « c'est le principal avantage. Bien entendu, nous constatons également une réduction de la durée totale de l'intervention chirurgicale. Lorsque nous déplaçons un tissu d'un endroit du corps à un autre et que nous rétablissons l'approvisionnement en sang, plus la période pendant laquelle le tissu est privé de sang est courte, plus la guérison et les résultats finaux sont positifs. Grâce aux guides de coupe, tout est identifié en quelques minutes à peine. »

M. Lindhardt a vu de nombreux exemples de cas risqués que l'hôpital a pu prendre en charge en raison de leur capacité à imprimer des guides de coupe spécifiques aux patients avec BioMed Clear Resin. Il a déclaré que « le patient aurait pu se voir proposer une intervention chirurgicale dans tous les cas, mais maintenant, nous pouvons l'effectuer avec beaucoup plus de confiance et de facilité. » D'ailleurs, je travaille actuellement avec un enfant de 14 ans qui s'est cassé l'avant-bras, dont la croissance s'est arrêtée. Je ne suis pas certain que ce patient se serait vu proposer une intervention chirurgicale, tout simplement parce que les chirurgiens auraient pensé qu'ils risquaient de faire plus de mal que de bien. Mais avec des guides sur mesure imprimés en 3D, les chirurgiens ont plus de chances que les choses se passent comme ils le souhaitent. »

Johan Blomlof, professeur associé et chirurgien craniomaxillofacial consultant, a déclaré : « Au cours des cinq dernières années, nous n'avons pas eu à réopérer d'enfants en utilisant cette méthode de [guides imprimés en 3D]. » 

M. Lindhardt et l'équipe de l'hôpital universitaire d'Aarhus se sont imposés comme des leaders dans l'utilisation de l'impression 3D sur le lieu de soins afin d'apporter des dispositifs uniformes et innovants dans la salle d'opération.

Au cours des dernières années, l'impression 3D a connu une forte augmentation de popularité dans les hôpitaux du monde entier. Beaucoup, comme l'hôpital universitaire d'Aarhus, commencent avec des équipes d'une ou deux personnes avant d'étendre l'impression 3D à l'ensemble de l'hôpital afin de réduire la durée des opérations, d'améliorer les résultats pour les patients, etc. « Nous cherchons constamment à explorer et à développer l'impression 3D et les technologies 3D dans le système de santé », a déclaré M. Lindhardt.

Pour en savoir plus sur l'utilisation de l'impression 3D dans les applications médicales et les hôpitaux, visitez notre page médicale. Vous pouvez également contacter un spécialiste médical de Formlabs dès maintenant.