L’impression 3D en médecine

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L’inventeur américain de la stéréolithographie Charles Hull (appelé aussi Chuck) est le père des technologies d’impression 3D. Il est nommé au Prix de l’inventeur européen 2014 dans la catégorie inventeur non-européen

L’impression en trois dimensions est en plein essor, et les imprimantes 3D trouvent aujourd’hui leur place tant dans les ateliers d’artiste que dans l’industrie. La médecine n’est certes pas le secteur où l’impression 3D est le plus grand public. Et pourtant, c’est probablement celui où l’humanité a le plus de bénéfices à retirer de cette nouvelle technologie. Cette technologie a également conquis certains laboratoires de recherche, en effet, une équipe de chercheurs anglais ont publié récemment dans la revue Science des travaux démontrant la possibilité de produire, grâce à l’impression 3D, un réseau de gouttelettes aqueuses avec des propriétés similaires aux tissus biologiques. L’utilisation de «bio-imprimantes» et de «bio-encres» a déjà permis à d’autres laboratoires de produire des fragments tissulaires qui pourraient un jour aider à réparer certaines lésions, voire à produire des organes pour suppléer au manque de greffons ; . Ces techniques utilisent comme encre biologique des solutions contenant des cellules provenant d’un tissu sain. Elles sont cependant limitées par les contraintes techniques liées au prélèvement des cellules et à leur mise en culture ; la bio-impression nécessite en effet des millions de cellules pour produire quelques millimètres carrés de tissu. Comme le rappellent les auteurs des travaux menés par le Pr Bayley à Oxford dans leur publication, il ne suffit cependant pas d’assembler des cellules pour former un tissu vivant: «C’est la communication entre les cellules et leur coopération qui font naître les fonctions spécifiques du tissu.»

Pour l’instant, les scientifiques n’en sont qu’aux premières phases expérimentales, et le chemin est encore long avant de pouvoir utiliser cette technologie chez des patients. Loin du rêve futuriste d’un appareil capable de reconstituer un organe entier en imprimant des couches de cellules, la révolution médicale 3D est déjà en marche pour les chirurgiens orthopédistes, qui ont su plonger dans ce nouvel univers grâce à des maquettes et des implants fabriqués sur mesure pour leurs patients. Ce progrès est le résultat d’une double avancée. L’imagerie médicale permet aujourd’hui d’obtenir une image en trois dimensions de l’ensemble de l’organisme, notamment grâce au scanner, à l’échographie et à l’imagerie par résonance magnétique, qui recueillent des informations de plus en plus précises. Ces images, enregistrées sous forme de données numériques peuvent ensuite être utilisées pour programmer une imprimante 3D. Cette dernière aligne, l’une après l’autre, des couches de divers matériaux pour fabriquer un objet qui correspond à l’image numérique de départ. . Pour fabriquer une maquette d’organe ou de tissu, différents types de plastique peuvent être utilisés: il suffit alors de choisir la zone à reproduire, les matériaux et même leur couleur pour mieux identifier les différentes parties: os sain, os endommagé, vaisseaux sanguins… Ces maquettes sont largement utilisées par les étudiants ou les chirurgiens pour s’exercer à des gestes nouveaux ou difficiles. Ainsi, un chirurgien de Louisville, aux États-Unis, a récemment pu opérer, rapidement et en toute sécurité, un nouveau-né atteint de quatre malformations cardiaques combinées grâce à une maquette de son cœur qu’il a pu étudier avant l’intervention. Les chirurgiens orthopédistes ont été les premiers à bénéficier d’implants imprimés en 3D, avec des matériaux choisis pour leur biocompatibilité et leurs propriétés fonctionnelles. En utilisant également un implant réalisé sur mesure, les chirurgiens orthopédiques évitent également d’avoir à prélever un fragment d’os sur une autre partie du squelette du patient, qu’il faut ensuite adapter au site à réparer de manière plus ou moins satisfaisante. D’autres implants peuvent être réalisés en plastique: l’an dernier, un implant en dérivé de polyéther a permis de remplacer 75 % du crâne d’un patient américain pour la première intervention de ce genre admise par les autorités sanitaires des États-Unis. Une intervention planifiée jusqu’au moindre geste permet d’aller plus vite et avec plus de précision: le patient récupère plus rapidement, avec moins de complications et pour un résultat plus satisfaisant.

Autres que les orthopédistes, les chirurgiens cardiaques, les dentistes, les plasticiens ainsi que les stomatologues ont bénéficient du progrès de l’impression 3D. Ainsi les avantages de cette révolution pourraient constituer, pour les autorités sanitaires, un gain capable de compenser le coût supplémentaire de ces nouvelles techniques.

Taha Alami

Sources (mars 2015):

Monunivers3d.com

mednews.com

Lefigaro.fr