L'impression 3D peut sembler relever de la science-fiction, mais elle joue désormais un rôle important dans les soins médicaux. Les médecins peuvent utiliser cette technologie pour améliorer les opérations chirurgicales, créer des prothèses et des implants de meilleure qualité et plus abordables, et même développer rapidement des équipements médicaux. Voici quelques-unes des principales façons dont les hôpitaux et les médecins utilisent l'impression 3D, et comment elle pourrait transformer vos soins de santé à l'avenir.
L'impression 3D dans les hôpitaux
En 2010, seuls trois hôpitaux disposaient d'installations d'impression 3D en interne. En 2019, ce nombre est passé à 113. Cela permet aux médecins de regarder votre anatomie avant de pratiquer une opération. Ils peuvent même s'entraîner dessus avant la procédure. Cela peut conduire à de meilleurs résultats chirurgicaux. Une étude de 2019 publiée dans la revue JAMA Network Open a révélé que les médecins qui utilisaient un modèle 3D pour se préparer à des opérations de tumeurs rénales faisaient état de temps d'opération plus courts, de moins de pertes de sang pendant les opérations et de séjours hospitaliers plus courts. Une autre étude réalisée en 2021 a révélé que les longues opérations chirurgicales étaient réduites de 1,5 à 2,5 heures lorsque les chirurgiens utilisaient des modèles 3D pour les guider.
Pour créer des modèles, les médecins introduisent généralement les données d'imagerie de vos scanners CT ou IRM dans un logiciel spécial. Celui-ci crée un fichier de conception assistée par ordinateur qui est envoyé à une imprimante 3D qui imprime un modèle physique réel.
Prothèses
Les prothèses changent la vie si vous en avez besoin. Mais les prothèses imprimables en 3D peuvent changer encore plus la donne. Elles aident les ingénieurs et les médecins à développer des prothèses entièrement personnalisées pour s'adapter à la personne. Cette technologie est également devenue plus accessible et plus abordable, car l'impression 3D grand public permet à n'importe qui, n'importe où, d'imprimer des prothèses "DIY".
Une organisation qui aide les personnes dans le besoin est e-NABLE, un réseau de concepteurs, d'ingénieurs et de médecins bénévoles qui créent des prothèses imprimables en 3D. Ils ont fabriqué plus de 8 000 membres prothétiques pour des personnes du monde entier.
Implants médicaux
Si les implants dentaires ont été parmi les premières utilisations approuvées de la technologie 3D, la FDA l'a depuis approuvée pour les genoux, les hanches, les chevilles, les colonnes vertébrales et les crânes. Ces implants sont souvent plus fins et moins chers que les implants fabriqués de manière traditionnelle. Une étude menée auprès de personnes ayant subi une arthroplastie de la hanche avec un implant 3D a révélé une meilleure stabilité et moins de douleurs que celles qui avaient reçu un implant classique. Une théorie veut que les implants 3D aient davantage favorisé la croissance osseuse que les implants traditionnels.
Les implants imprimés en 3D peuvent également ressembler davantage à l'os de votre corps. Une étude portant sur des personnes ayant subi des fusions vertébrales et ayant utilisé des implants 3D a révélé que l'opération était réussie dans la quasi-totalité des cas (99 %).
Équipement médical
Les outils chirurgicaux tels que les pinces, les clamps, les hémostatiques et les écarteurs peuvent désormais être produits à l'aide de la technologie 3D. L'un de leurs avantages est qu'ils peuvent être modifiés rapidement après que les chirurgiens les ont utilisés et fourni un retour d'information. Ils peuvent également être utiles lorsque les difficultés de la chaîne d'approvisionnement entraînent une pénurie d'équipements médicaux. Pendant la pandémie de COVID-19, par exemple, alors que les ventilateurs étaient en nombre insuffisant, une équipe de l'Oregon Health & Science University a mis au point un ventilateur à faible coût produit par la technologie de l'impression 3D. L'appareil est si simple qu'il ne nécessite pas d'électricité et peut être fabriqué en trois heures seulement, pour moins de 10 dollars pièce.
Qu'y a-t-il dans le futur ?
Tissus corporels en 3D
De nombreux grands hôpitaux peuvent déjà imprimer un modèle 3D de vos parties du corps ou de vos organes pour aider les chirurgiens à planifier une intervention. Mais ces tissus et organes ne sont créés qu'en plastique dur ou en caoutchouc. Une nouvelle recherche pourrait donner lieu à une version plus authentique. En 2020, des chercheurs de l'université Carnegie Mellon ont fabriqué le premier modèle de cœur humain grandeur nature, imprimé en 3D, à partir d'une substance appelée alginate, qui est très similaire au véritable tissu cardiaque. Il est donc plus facile pour les chirurgiens de le découper et de le manipuler, comme ils le feraient pour un vrai cœur lors d'une intervention médicale.
L'un des défis a été de faire en sorte que les organes restent ensemble pendant l'impression, car la gravité fait souvent bouger le matériau biologique appelé biolink. Les chercheurs de l'université Carnegie Mellon ont réussi à fabriquer leur cœur grâce à une technique appelée FRESH (Freeform Reversible Embedding of Suspended Hydrogels). Cette technique consiste à injecter, à l'aide d'une aiguille, une solution de matériau biologique, ou biolink, dans un hydrogel souple, qui soutient l'objet lors de l'impression. Une fois l'impression terminée, on applique de la chaleur pour faire fondre l'hydrogel.
On espère qu'à terme, des modèles comme celui-ci pourront fournir une structure à laquelle les cellules pourront adhérer et se développer, ce qui permettra aux médecins de réparer ou même de remplacer complètement des organes humains.
Des pilules en 3D
Alors que les médecins s'orientent vers une médecine plus personnalisée, on espère que les pilules en 3D suivront le mouvement. Cela permet aux pharmaciens de produire rapidement des pilules dont le dosage, la forme, la taille et les caractéristiques de libération sont adaptés à chaque personne. Pour l'instant, il n'existe qu'un seul médicament 3D, le Spritam (levetiracetam), un antiépileptique approuvé par la FDA en 2015. Il permet aux médecins de prescrire une dose très élevée, ce qui n'est pas possible par les méthodes conventionnelles.
Mais les pilules en 3D n'ont pas décollé, notamment parce que leur impression prend du temps. Mais les chercheurs ont trouvé une nouvelle technique d'impression où le médicament est dissous dans une solution d'un produit chimique activé par la lumière. Cela lui permet de se solidifier rapidement et de former un comprimé imprimé. Certains médicaments peuvent désormais être imprimés en 7 secondes seulement. Les chercheurs espèrent qu'un jour, les comprimés pourront être imprimés en utilisant la lumière de l'écran de votre smartphone.
