Explorer l’utilisation de l’impression 3D médicale pour la réparation et la régénération osseuse

Avec l’avancement de la science et de la technologie, la technologie d’impression 3D est devenue l’un des outils importants dans la fabrication moderne et le domaine médical, en particulier dans le domaine de la chirurgie osseuse et articulaire. Les os ont une forte capacité d’autoréparation, mais ils ne peuvent pas réparer complètement les grands défauts osseux et les lésions du cartilage articulaire causés par un traumatisme, une infection, le vieillissement, etc. La transplantation osseuse allogénique et la transplantation osseuse artificielle sont sujettes au rejet immunitaire. L’os autologue est le matériau le plus idéal pour traiter les lésions osseuses, mais sa disponibilité est limitée et son prélèvement provoque des dommages secondaires chez les patients, ce qui ne peut pas répondre aux besoins cliniques.

Source: 3Dnatives

L’impression 3D, en tant que technologie capable de fabriquer des échafaudages pour l’ingénierie tissulaire osseuse, compense efficacement ces lacunes et a été largement utilisée dans le moulage des échafaudages. Le processus de préparation des échafaudages osseux est le suivant : tout d’abord, obtenir les données tridimensionnelles du site à réparer grâce à une tomodensitométrie (CT) ou une imagerie par résonance magnétique (IRM), puis utiliser un logiciel CAO pour « trancher » le modèle tridimensionnel, obtenir les données de chaque couche et les importer dans le système d’impression 3D. Enfin, l’équipement empile les matériaux couche par couche en fonction des données obtenues pour préparer l’échafaudage osseux.

Application de la technologie d’impression 3D en chirurgie osseuse et articulaire

Planification préopératoire : Grâce à la technologie d’impression 3D, les médecins peuvent réaliser des modèles osseux précis à partir des données de tomodensitométrie (CT) du patient. Ces modèles permettent non seulement aux chirurgiens de mieux comprendre la structure anatomique de la lésion, mais peuvent également être utilisés pour simuler le processus chirurgical, augmentant ainsi le taux de réussite de l’opération et réduisant sa durée.

Personnalisation des guides chirurgicaux : Dans la réparation de fractures complexes ou de défauts osseux, il est essentiel d’assurer l’alignement précis des implants avec les os. La technologie d’impression 3D peut être utilisée pour concevoir et fabriquer des guides chirurgicaux, qui permettent aux chirurgiens de réaliser des coupes et des forages précis, améliorant ainsi la précision de l’intervention, réduisant sa durée et diminuant le risque de complications.

Source: Imaginarium

Prothèses et implants artificiels personnalisés : Les prothèses articulaires traditionnelles utilisent des modèles standardisés, qui ne s’adaptent souvent pas parfaitement à la structure osseuse de chaque patient et ne répondent pas toujours aux besoins du traitement. Grâce à la technologie d’impression 3D, les médecins peuvent personnaliser des implants selon les caractéristiques anatomiques spécifiques de chaque patient. Cet implant personnalisé s’ajuste mieux aux os du patient, offre un meilleur appariement biomécanique et une sécurité accrue, tout en améliorant l’efficacité de l’intervention et le confort du patient.

Bio-impression et ingénierie tissulaire : Grâce à la bio-impression 3D, des matériaux biologiques contenant des cellules vivantes peuvent être imprimés pour réparer ou régénérer les tissus osseux endommagés. Cette technologie en est encore à ses débuts, mais elle devrait permettre à l’avenir de réaliser une ingénierie tissulaire complète, résolvant fondamentalement les problèmes liés aux lésions tissulaires et à la perte d’organes.

Exemples d’application de l’impression 3D en médecine osseuse :

NanoHive Medical a réussi à finaliser un financement de série C de 7 millions de dollars en août 2024, dans le but d’accélérer le développement et la commercialisation de son dispositif de fusion intersomatique vertébrale en titane imprimé en 3D. Ce financement aidera NanoHive à étendre son équipe aux États-Unis, à pénétrer le marché international et à développer des implants intégrant des capteurs « intelligents » afin d’enrichir davantage sa gamme de dispositifs de fusion vertébrale en titane souple. L’innovation technologique de NanoHive réside dans la réduction significative de la rigidité de l’implant, le rapprochant des propriétés biomécaniques de l’os, tout en améliorant la visibilité de l’implant sur les images et l’intégration des ostéoblastes. Ces avantages offrent une meilleure solution pour le traitement neurochirurgical, ce qui devrait améliorer l’efficacité clinique et l’expérience des patients.

Le College of Veterinary Medicine de l’Université Texas A&M explore activement l’application de la technologie d’impression 3D en médecine vétérinaire, notamment pour les avancées dans les plans de traitement personnalisés en chirurgie orthopédique. Grâce à l’impression 3D, l’équipe de recherche a développé des guides chirurgicaux pour le traitement des déformations angulaires des membres. Ces guides améliorent la précision et l’efficacité de la chirurgie grâce à une conception personnalisée précise, tout en réduisant la durée de l’intervention et les risques associés. Bien que cette technologie en soit encore à ses débuts dans le domaine vétérinaire, elle a montré un grand potentiel, favorisant le développement des techniques chirurgicales vétérinaires et améliorant les résultats thérapeutiques pour les animaux. Les travaux du Dr Barnes et de son équipe ont posé les bases du développement futur de la médecine vétérinaire, indiquant que la technologie d’impression 3D offre de vastes perspectives pour améliorer le bien-être animal.

Dr. Kate Barnes

La technologie d’impression 3D offre de nouvelles orientations et de nouveaux outils pour la chirurgie osseuse et articulaire. Grâce à des solutions médicales personnalisées, l’impression 3D peut non seulement améliorer les résultats chirurgicaux, mais aussi la qualité de vie des patients. Avec l’avancement de la technologie, la réduction des coûts et l’amélioration des réglementations et des normes, on s’attend à ce que cette technologie joue un rôle de plus en plus important dans le domaine médical, en particulier en chirurgie osseuse et articulaire, et qu’elle annonce une nouvelle tendance dans le développement futur de la médecine.