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Equipements de production & Techniques de fabrication > Impression 3D

Une solution dédiée à l’impression 3D de modèles anatomiques réalistes

Publié le 29 octobre 2019 par Patrick RENARD
Source : Stratasys
Modèle 3D de coeur fabriqué avec l’imprimante J750 Digital Anatomy.

Basée sur une évolution de son imprimante 3D J750 et le développement de trois nouvelles résines, Stratasys propose une solution de réalisation de modèles anatomiques permettant aux fabricants d'accélérer la commercialisation de leurs DM notamment dans les domaines cardiovasculaire et orthopédique.

Conçue pour reproduire la sensation, le comportement et la biomécanique de l'anatomie humaine sur les modèles médicaux, la nouvelle imprimante 3D J750 "Digital Anatomy" se présente comme une alternative avantageuse aux modèles actuels, qu'il s'agisse d'animaux, de cadavres, de modèles synthétiques traditionnels ou de réalité virtuelle, dont les limitations sont importantes. Les animaux ne peuvent en effet fournir qu'un modèle approximatif de l'anatomie humaine, et posent des problèmes d'ordre éthique. Quant aux tissus des cadavres, ils n'ont plus les mêmes propriétés que ceux d'un corps vivant et exigent un environnement contrôlé.

L'imprimante 3D J750 Digital Anatomy a été conçue pour recréer le véritable comportement des tissus, avec la possibilité d'être utilisée n'importe où, sans besoin d'installations spécialisées. Elle permet également aux utilisateurs de se focaliser sur certaines pathologies. En association avec ce matériel, Stratasys lance d'ailleurs trois nouveaux matériaux pour répondre aux besoins des domaines cardiovasculaire et orthopédique : TissueMatrix, BoneMatrix et GelMatrix. La résine TissueMatrix qui est le matériau translucide le plus souple actuellement disponible sur le marché d'après le constructeur, a été conçu pour reproduire l'apparence et la sensation du tissu cardiaque. La résine BoneMatrix est un matériau à mémoire de forme, à la fois souple et robuste. Quant à la résine GelMatrix, il s'agit d'un matériau de support sous forme de gel facile à retirer des vaisseaux sanguins. Il permet d'obtenir des vaisseaux d'un diamètre interne de seulement 1 mm, et une épaisseur de paroi de 1,5 mm. On notera que l'équipement comprend une station de nettoyage des vaisseaux imprimés en 3D, qui élimine le GelMatrix à l'intérieur de ceux-ci.

Pour accélérer la vérification et la validation de conception de DM

Cette nouvelle solution est avant tout destinée aux fabricants de dispositifs médicaux à la recherche de nouveaux moyens d'accélérer l'adoption de technologies et de procédures. Elle s'adresse aussi aux professionnels de santé, dans le cadre de la préparation chirurgicale, ainsi qu'aux centres d'enseignement de la médecine, sensibles à la possibilité d'offrir une formation hors des salles d'opération, minimisant ainsi les risques pour les patients.

Basée sur la technologie ColorJet, la nouvelle solution de Stratasys est capable d’imprimer en 3D des modèles multicolores et transparents d’une taille maximale de 490 x 390 x 200 mm, avec une épaisseur de couches horizontales jusqu'à 14 microns.

« Nous sommes persuadés du potentiel de l'impression 3D pour offrir de meilleurs soins de santé. Et l'imprimante 3D Digital Anatomy constitue un grand pas en avant à cet égard. », déclare Eyal Miller, responsable du département Santé de Stratasys. « Nous offrons aux chirurgiens un environnement de formation plus réaliste, sans aucune prise de risque. Nous sommes également certains que ces nouveaux modèles faciliteront aux fabricants de dispositifs médicaux la mise sur le marché de leurs produits, en leur permettant de vérifier et valider leurs conceptions, d'en étudier le comportement ou d'en détecter les défauts. »

L'imprimante 3D J750 Digital Anatomy est le fruit des investissements de Stratasys et de ses collaborations avec les acteurs de la santé, aussi bien auprès des médecins que des fabricants de dispositifs médicaux. Au mois de novembre 2018, ses imprimantes 3D J750 et J735, ainsi que l'Objet30 Prime (qui permet d'imprimer notamment des empreintes d’oreille ou des guides chirurgicaux), ont été validées par Materialise pour être utilisées avec le logiciel Materialise Mimics inPrint. Celui-ci a été reconnu par la FDA pour créer des modèles anatomiques destinés aux soins des patients. La société a travaillé en étroite collaboration avec la Veterans Health Administration aux Etats-Unis pour l'utilisation des technologies FDM et PolyJet dans un certain nombre d'applications médicales. Parmi ces applications figure la reconstruction d'une mâchoire qui réduit la durée des opérations de 80 à 100 minutes.

Introduite en 2016, l'imprimante J750, qui est à la base du nouveau modèle "Digital Anatomy", a rapidement séduit des centres hospitaliers et des entreprises du domaine médical partout dans le monde. En France, par exemple, l'hôpital universitaire de Bordeaux utilise le modèle J750 pour l'impression en couleurs et en 3D transparent et à l’identique, des reins de patients devant subir une tumorectomie complexe.

Autre exemple : Bone 3D, qui fabrique des dispositifs sur mesure par impression 3D. La start-up parisienne a investi dans l'imprimante J750 après avoir constaté que ses capacités multi-matériaux et multi-couleurs réelles constituaient la solution pour produire des guides et des simulateurs chirurgicaux en combinant rapidité et précision. « La J750 est maintenant l'outil principal de notre entreprise, tant pour la production de modèles très réalistes que pour la R&D », souligne Jérémy Adam, fondateur et président de Bone 3D.

La version Digital Anatomy testée par 3D Medlab

La nouvelle imprimante J750 Digital Anatomy a déjà été testée au sein de plusieurs organisations et entreprises, comme 3D Medlab qui a d'abord éprouvé la technologie en orthopédie pour la planification d'exérèse de tumeurs osseuses ou de tissus cancéreux. Tournée vers le développement de solutions de fabrication additive pour des traitements chirurgicaux complexes ou sur mesure, l'entreprise déploie aujourd'hui une offre complète dans le domaine cardio-vasculaire pour la production de modèles 3D en capacité de répliquer les différents tissus cardiaques ou veineux dans le cadre de pathologies valvulaires, de calcification...

Le Jacobs Institute s'est également doté de la version Digital Anatomy de la J750. Consacré à l'accélération du développement des dispositifs au service de la médecine vasculaire, ce centre d'innovation implanté à Buffalo, N.Y. (USA) a mis la nouvelle solution de Stratasys à l'épreuve pour recréer des composants vasculaires essentiels à des fins de tests avancés et de formation.

« L'impression 3D est certes beaucoup plus performante que les modèles à base de cadavres ou d'animaux pour recréer l'anatomie spécifique de chaque patient, mais la véritable révolution est la simulation du comportement des tissus vivants et le réalisme biomécanique des modèles d'organes » déclare le Dr Adnan Siddiqui, médecin en chef du Jacobs Institute. « Et c'est exactement ce que nous donne l'imprimante 3D Digital Anatomy. Ces modèles nous offrent la meilleure façon de recréer des conditions physiologiques humaines pour simuler des situations cliniques réelles et étudier l'efficacité de nouveaux dispositifs avant de les utiliser sur des patients. »

 


www.stratasys.com

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