Impression 3D médicale : 3 exemples de projets innovants en santé !

Désormais la fabrication additive est devenue un moyen de fabrication presque comme un autre dont les avantages majeurs comme une production plus rapide, locale et personnalisable permettent un accès à l’innovation plus simple mais aussi plus large.

Le recours à de l’impression 3D se démocratise et ce n’est que le début. Alors comment l’intégrer au sein du secteur médical et pour quelles applications ?

L’impression 3D peut s’intégrer dans un parcours de soin personnalisé pour le patient, permettre d’encourager les innovations côté soignant et s’inscrire dans une démarche de valorisation de projets pour un établissement de santé.

Dans cet article, nous vous proposons de :  

• Revenir sur le concept d’impression 3D
• Découvrir les différentes utilisations de l’impression 3D médicale, de façon non exhaustive
• Comprendre les points d’attente pour la mise en œuvre de ce type de démarche

L’impression 3D, quésaco ?

L’impression 3D est une technologie qui existe depuis les années 80 et qui se démocratise de plus en plus et qui est de mieux en mieux maitrisée. 
Quand on parle d’impression 3D on parle aussi de fabrication additive. Cela signifie, que les pièces vont être fabriquées via l’addition de couches successives de matières via le contrôle d’un ordinateur. 
Contrairement à de la fabrication classique, ce procédé est intéressant car il permet non seulement de s’affranchir de l’obligation d’avoir un moule ou un outillage spécifique (si ce n’est une imprimante 3D) mais il permet aussi une plus grande flexibilité et rapidité de production de pièces personnalisées, une plus grande solidité avec un coût réduit. Par-dessus tout l’impression 3D offre un champ des possibles – presque – infini!

Et c’est sans doute pour cette raison que le nombre de brevets déposés chaque année sur cette technologie est en forte augmentation (27% chaque année). Elle a d’ailleurs été retenue comme l’une des 10 catégories les plus importantes en termes de croissance sur les 5 dernières années par l’organisme IFI Claims Patent Services.

Ces grands avantages et sa démocratisation expliquent pourquoi la fabrication additive répond particulièrement aux besoins du secteur de la santé : l’adaptabilité à des besoins patient spécifique, la fabrication rapide et locale etc..
Les chirurgiens et médecins l’ont bien compris car depuis plusieurs années ils l’intègrent à leur pratique. Et toutes les spécialités sont concernées.  

Alors, concrètement quelles sont les applications possibles dans le domaine médical ?
On pense évidemment aux prothèses et orthèses imprimées en 3D par exemple. Mais d’autres utilisations existent et nous vous proposons maintenant un petit tour d’horizon de 3 types d’applications. Il ne s’agit que de quelques exemples pour vous inspirer, et des dizaines d’autres sont à recenser.  

Les simulateurs pour améliorer la formation des soignants  

Une des premières applications dont on peut parler se sont les simulateurs chirurgicaux. Imprimés en 3D ils servent de support de formation aux chirurgiens et aux internes en chirurgie. Grâce aux technologies de pointe, à l’expertise des ingénieurs et aux conseils de chirurgiens experts, il est aujourd’hui possible de reproduire différentes parties du corps humains sur lesquels les apprenants peuvent s’entraîner à réaliser divers actes chirurgicaux. L’impression 3D multi-matière permet de reproduire des tissus mous et des tissus durs en une seule impression permettant d’atteindre une précision anatomique difficilement atteignable avec des procédés de fabrication par assemblage. Les simulateurs offrent donc un réalisme anatomique unique. 

C’est un apport majeur dans la formation des différents praticiens qui leur permet de faire évoluer leur pratique. Tous peuvent ainsi se former en même temps et avoir les mêmes sensations que celles qu’ils rencontreront lors de leurs premières opérations. C’est un point fort de l’impression 3D médicale face notamment à d’autres innovations technologiques comme la réalité augmentée qui, si elle permet de gagner en précision n’offre pas le touché ou la résistance d’une opération réelle. 

La conception et l’impression 3D de simulateurs de chirurgie permettent de reproduire des pathologies tout en évitant de recourir à des animaux ou des cadavres. En effet, ces solutions sont couteuses et demandent une logistique particulière : il faut qu’elles soient disponibles et les entrainements doivent être réalisés dans des lieux dédiés. Par ailleurs, avec les simulateurs de chirurgie les questions d’éthique lors de l’utilisation de cadavres n’ont plus lieu d’être. Enfin dernier élément et non des moindres, il est tout à fait possible de reproduire certaines pathologies via de l’impression 3D, pathologie que l’on ne retrouve pas forcément sur les cadavres utilisés pour la formation. Les modèles de simulation en impression 3D permettent de s’affranchir de ces lourdes contraintes : une table, un simulateur et c’est suffisant.

Les simulateurs s’adressent à toutes les spécialités médicales : chirurgie orale, chirurgie de l’oreille, neurochirurgie. 
On peut citer différents exemples : Il existe des simulateurs de chirurgie orale pour les chirurgiens maxillo-faciaux pour leur permettre de reproduire des poses d’implants avec l’ensemble des éléments constitutifs de la mâchoire. Il existe également des simulateurs à destination des podologues.

Enfin pour rejoindre une actualité récente, pour les tests PCR il existe des modèles anatomiques qui permettent aux secouristes, infirmiers, étudiants en médecine, pharmacien ou encore aux techniciens de laboratoire de s’entrainer au prélèvement rhino-pharyngé. 

Les dispositifs médicaux pour offrir des soins patients spécifiques

S’il y a évidemment des contraintes règlementaires à respecter pour la réalisation et l’utilisation de ce type de produits il est tout à fait possible d’en concevoir et d’en produire sur des imprimantes 3D. 
Cela s’inscrit dans une démarche de long terme d’innovation, de développement produit et parfois même de dépôt de brevet. 
Cette utilisation n’est pas la plus répandue, mais il est fort à parier qu’elle va prendre de plus en plus de place et permettre de rendre le “personnalisable” accessible à tous simplement à des prix très raisonnables. 
C’est une solution de premier choix dans le cadre du parcours de soin du patient que l’on souhaite de plus en plus personnalisé et adapté. Ainsi il est possible grâce à la fabrication additive de créer une pièce unique pour un seul patient dédié.

Côté soignant, c’est un levier de recherche et d’innovation intéressant avec la possibilité de coconcevoir des projets avec des bureaux d’études spécialisés. 

Si plusieurs projets existent ou sont en cours de validation, on peut citer en exemple de dispositif médical conçu via impression 3D, un modèle de conformateur narinaire en silicone utilisé pour faire suite à des rhinoplasties et chirurgie de la fente labio-palatine afin de permettre un meilleur contrôle de la zone cicatricielle. L’avantage de la fabrication additive dans ce cas porte notamment sur la quasi-personnalisation du DM qui s’adapte à la taille du patient. 

Le petit matériel médical pour le quotidien et le personnel hospitalier 

Au-delà des simulateurs de chirurgie ou des dispositifs médicaux, il est également possible d’envisager tout autre type de matériel médical. Et répondre ainsi à des besoins quotidiens et immédiats du personnel soignant. Il s’agit souvent de matériels de petit taille produits en petit quantité (voire parfois à l’unité) qui ne pourraient pas forcément être accessible facilement ou à moindre coût comme des visières de protection par exemple.

La crise du covid a notamment révélé un intérêt fort pour ce type de solution avec la fabrication en impression 3D en urgence de matériel de protection par exemple qui ne nécessite pas de passer par la lourdeur administrative des DM.

Également au sein des établissements de santé, l’impression 3D médicale permet de répondre à tous les besoins de la vie courante des services généraux : réparation de poignée de porte cassée ou fabrication de petites pièces pour améliorer la réparabilité d’équipements hospitaliers. Les solutions de bricolages temporaires par les ingénieurs biomédicaux sont évitées et les directeurs d’hôpitaux et services achat réalisent des économies.  

Une plateforme d’impression 3D en établissement de santé, bonne ou mauvaise idée ? 

Ces 3 applications montrent une partie de l’étendue de ce qu’il est possible de faire avec la fabrication additive dans le domaine de la santé. Alors évidemment, l’envie peut être grande d’investir dans une imprimante 3D dès aujourd’hui et d’équiper son établissement ou son cabinet. 

Il y a toutefois un élément essentiel qu’il est important de garder à l’esprit : n’est pas utilisateur d’imprimante 3D qui veut. Des compétences spécifiques d’ingénieur sont nécessaires pour permettre de tirer pleinement partie de ces outils dans le cadre d’une utilisation médicale.  
Bonne nouvelle depuis plusieurs années des ingénieurs se forment à l’utilisation de ces outils. En alliant la haute technologie des imprimantes à l’expertise de pointe des équipes d’ingénieurs de bureaux d’études il est tout à fait possible de créer du matériel médical de qualité et utile, qui va à la fois offrir aux patients un parcours de soin amélioré mais aussi aux médecins des innovations de pointe et au personnel hospitalier des réponses immédiates aux petits besoins du quotidien. 

Recourir à ce type d’innovation est une étape essentielle pour un établissement de santé qui souhaite développer ses éléments de recherches mais aussi réduire ses couts et valoriser ses projets.

Alors un conseil : si finalement énormément de choses sont permises par l’impression 3D, le plus simple pour réussir à voir se concrétiser ses projets est de se faire accompagner par un bureau d’étude comme celui de Bone 3D par exemple qui saura proposer la réalisation la plus adéquate.