Des enfants gravement brûlés traités à l'aide de masques imprimés en 3D
Il y a peu de choses plus tragiques que des enfants souffrant de graves traumatismes. Lorsqu'un accident se produit, le Centre Romans Ferrari est l'un des meilleurs établissements pour se rétablir.
Situé près de Lyon en France, le Centre Romans Ferrari est un centre de rééducation pédiatrique qui fournit des soins aux enfants et adolescents ayant subi des traumatismes, des lésions cérébrales, des tumeurs cérébrales, des polytraumatismes et des brûlures graves.
Le centre a une immense expérience en matière de traitement de brûlures graves au visage. Cela inclut par exemple des masques compressifs spéciaux qui réduisent le risque de complications et de cicatrices. Cependant, la méthode traditionnelle de fabrication de ces masques impliquait un processus inconfortable susceptible d'induire des troubles de stress post-traumatique chez les enfants.
Découvrez comment Romans Ferrari a mis au point un nouveau flux de travail numérique à l'aide de la numérisation et de l'impression 3D pour créer des masques compressifs personnalisés destinés à traiter les brûlures du visage, grâce à une collaboration entre plusieurs équipes de médecins, de prothésistes et d'ingénieurs.
Comment traiter des brûlures graves
Le Centre Romans Ferrari reçoit des enfants et des adolescents venus de toute la France qui lui sont envoyés par différents hôpitaux après les premiers traitements (réanimation, soins intensifs). La première étape consiste à accueillir le patient le plus tôt possible afin d'éviter la formation de complications cicatricielles telles que des contractures cicatricielles et des cicatrices hypertrophiques, qui se traduisent par des gains de volume et le développement de cicatrices fibreuses et épaisses.
L'objectif est d'accélérer la phase d'épidermisation afin qu'il n'y ait plus de plaies ouvertes susceptibles d'entraîner des infections, des complications et un déséquilibre hydrique. La rééducation peut alors commencer. Elle comprend le pansement de la peau avec des dispositifs de compression et des séances de rééducation combinant de la physiothérapie, des douches filiformes et d'autres méthodes.
Laura Weibel, patiente du Centre Romans Ferrari, portant un masque de compression.
Les dispositifs de compression aident les cicatrices à mûrir et à guérir, et préviennent les complications en améliorant la texture des cicatrices, en rendant la peau plus souple et en guidant le corps pour qu'il développe les cicatrices les plus confortables et les plus esthétiques possibles au fur et à mesure que les enfants grandissent.
En plus des dispositifs de compression traditionnels utilisées par les centres de brûlés du monde entier, l'équipe du Centre Romans Ferrari a également mis au point des dispositifs personnalisés comprenant des reliefs spécialisés (appelés dispositifs de maturation dermique graduelle, ou DMDG) qui permettent de traiter la cicatrice de façon plus ciblée et de mieux travailler sur la progression de la cicatrice en termes d'adhérence et d'élasticité.
Auparavant, les masques compressifs pour les brûlures du visage étaient fabriqués à partir de moulages en plâtre. L'orthoprothésiste créait un négatif avec des bandes de plâtre, à partir duquel il fabriquait un positif qu'il utilisait pour thermoformer le masque final.
« Il fallait que les patients restent immobiles environ une demi-heure pendant la durée du plâtre, ce qui peut être difficile surtout pour les petits, et peut réactiver des symptômes de stress post-traumatique car les bandages sont un peu chauds, et il est parfois désagréable pour les patients d'avoir la chaleur sur le visage. »
Sara Arias, médecin de réadaptation physique et médicale, Centre Romans Ferrari
Mettre au point un flux de travail numérique pour les masques faciaux compressifs
« L'impression 3D est une chose dont nous rêvons depuis longtemps. Nous avions imaginé qu'une imprimante 3D nous permettrait de produire un masque à partir du fichier de scan sans jamais avoir à toucher le patient. C'est alors que M. Veauville est arrivé et qu'il nous a dit, fort de son expérience en ingénierie : « Vous devez faire appel à des ingénieurs. »
Christophe Debat, Directeur général, Centre Romans Ferrari
Jean-François Veauville, membre du conseil d'administration de Romans Ferrari, a travaillé auparavant comme ingénieur en construction aéronautique à Toulouse, et est spécialisé dans les matériaux composites. Il a confié à des étudiants en ingénierie de l'École centrale de Lyon une étude à réaliser pour comprendre si l'impression 3D peut être utilisée pour produire directement le masque ou pour améliorer le processus de création de celui-ci.
Dans ce nouveau flux de travail numérique, le médecin commence par marquer les emplacements des reliefs ciblés, puis un orthoprothésiste scanne en 3D le visage du patient.
Ils ont évalué les différentes technologies d'impression 3D disponibles et ont travaillé avec des prestataires de services pour commander des pièces d'essai. Après avoir mené de nombreuses recherches pendant six mois, les résultats ont indiqué que l'impression 3D pouvait être utilisée pour produire les positifs qui étaient auparavant réalisés en plâtre.
Mais ce n'était qu'une partie du défi, car l'équipe devait trouver un moyen de numériser l'ensemble du flux de travail. L'équipe d'étudiants a ensuite mis M. Veauville en relation avec 3DZ France, un revendeur et intégrateur d'équipements 3D, qui a aidé l'équipe de Romans Ferrari à trouver la meilleure solution pour chaque étape du flux de travail. Il s'agissait notamment de reproduire numériquement le processus manuel actuel avec une grande précision, de trouver la bonne solution d'impression 3D pour produire les masques et de valider tout le flux de travail.
L'orthoprothésiste utilise un stylo numérique pour ajouter précisément les reliefs ciblés au dessin avant de créer un modèle imprimable en 3D.
« La vraie difficulté était de comprendre ce que les praticiens exprimaient et de transformer le langage médical en langage technique, car nous avons des lexiques différents. Le premier défi a été de soulager l'enfant pendant la capture des données de scan. Deuxièmement, de disposer d'une solution facile à déployer et pouvant être rapidement apprise par le praticien.
Patrick Ferraris, CEO, 3DZ France
Le nouveau flux de travail consiste à numériser le visage du patient à l'aide d'un scanner 3D et à utiliser un logiciel de CAO pour concevoir un masque sur la base du scan. Avant la numérisation, le médecin marque délicatement les emplacements des dispositifs DMDG sur le visage du patient, et le technicien utilise un stylo numérique pour ajouter précisément ces détails gravés au design. Le masque est ensuite imprimé en 3D sur une imprimante 3D à frittage sélectif par laser (SLS) Fuse 1 et sert de positif pour le thermoformage du masque final.
Les masques sont imprimés en 3D sur une imprimante 3D SLS de la série Fuse.
Le thermoformage rapide de petites séries avec des moules imprimés en 3D
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Comme la sous-traitance des masques coûte cher et peut prendre plusieurs jours, le centre recherchait une solution qui puisse être mise en œuvre directement dans le centre. « Ce type de développement n'est pas financé par le régional de santé pour notre établissement. Nous avons pu travailler sur ce projet grâce aux dons : le prix de la machine Formlabs qui nous a été fournie correspondait parfaitement à notre budget », a déclaré M. Veauville.
Plus de confort et de meilleurs résultats pour les patients
« [Le nouveau flux de travail] est plus rapide et aussi plus confortable pour le patient, car il ne sent pas les bandes de plâtre sur son visage. Les résultats de l'impression 3D ont toujours été satisfaisants. Nous avons dû nous concerter, et surtout former les orthoprothésistes à la meilleure façon de placer les dispositifs DMDG avec suffisamment de précision. Il faut placer ces différents reliefs de manière très précise sur la cicatrice, en fonction des zones qui en ont besoin », a déclaré la Dre Arias.
Les reliefs sont réalisés à la main sur des moules en silicone imprimés en 3D, qui servent ensuite de positif pour le thermoformage du masque final à partir d'une feuille de plastique transparent.
En fonction de l'étendue de leurs blessures et de la rééducation nécessaire, les patients restent souvent dans le centre pendant plus d'un an. Pendant cette période, ils vivent sur le site et poursuivent leurs études. Ils font également des sorties en groupe, assistent à des concerts et se préparent à la vie à l'extérieur, car au début, il peut être difficile de faire abstraction du regard des autres.
« Je le porte tous les jours depuis plus d'un an maintenant. Au début, c'est un peu bizarre, ce n'est pas très agréable, on a envie de l'enlever, et ça démange un peu. Mais après cela, on s'y habitue et je peux dire que lorsque je ne l'ai pas sur moi, cela me tire presque, donc je préfère avoir le masque sur moi. Je sens qu'il a un effet sur ma peau, je vois vraiment la différence car il y a un an, ma peau n'était pas du tout comme ça : j'étais plus rouge, plus gonflée et beaucoup plus rigide, donc je sens que le masque a vraiment des effets positifs. »
Laura Weibel, Patiente, Centre Romans Ferrari
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Faire connaître l'innovation au plus grand nombre afin que les patients du monde entier puissent bénéficier d'un meilleur traitement
« Depuis que nous avons mis en place [le nouveau flux de travail] il y a à peine un an, nous avons déjà dépassé la centaine de masques. Nous sommes en mesure de produire des dispositifs de compression que nous ne pourrions pas produire avec les méthodes conventionnelles. Nos spécialistes maîtrisent l'outil et le processus, et produisent maintenant ces dispositifs chaque fois qu'ils sont nécessaires. »
Christophe Debat, Directeur général, Centre Romans Ferrari
Le Centre Romans Ferrari traite actuellement environ 25 % des enfants gravement brûlés en France et a travaillé avec des cliniques en France et dans d'autres pays comme l'Italie et la Jordanie.
L'équipe de Romans Ferrari a traité plus de 100 patients en utilisant le nouveau flux de travail numérique et espère maintenant mettre son innovation à la disposition d'un plus grand nombre de patients.
Grâce à l'utilisation des technologies numériques, il est également devenu possible de traiter des patients qui vivent loin de Lyon. Récemment, le Centre Romans Ferrari a collaboré avec l'organisation Médecins sans frontières en Jordanie, où des médecins ont scanné le visage d'une patiente et envoyé le fichier du scan au centre de réhabilitation pédiatrique. L'équipe a ensuite pu fabriquer des dispositifs de compression en France et les expédier en Jordanie.
« Forts de notre expérience, nous souhaitons proposer cette technique à tous les patients, car les méthodes et les outils que nous produisons sont uniques et bien plus efficaces que ceux disponibles ailleurs. L'idée est de pouvoir trouver des partenaires qui fourniront le scanner au médecin pour lui permettre de concevoir les dispositifs médicaux. Nous les fabriquerons ensuite à prix coûtant, afin que d'autres puissent également bénéficier de cette innovation. »
Christophe Debat, direttore generale Christophe Debat, Directeur général, Centre Romans Ferrari centro Romans Ferrari
