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Une femme de 83 ans a été implantée avec la première «mâchoire créée par l’imprimante 3D» au monde. En utilisant des techniques de fabrication laser de pointe, les médecins et les experts en métal ont été en mesure de construire des couches de titane pour former une mâchoire métallique personnalisée pour s’adapter exactement à son visage. La mâchoire en métal a ensuite été insérée dans sa mâchoire inférieure, remplaçant une grande partie de l’os qui a été détruit par une infection chronique.

La technique de l’impression 3D a été utilisée pour fabriquer des prototypes pendant un certain temps, mais ces dernières années, les scientifiques ont commencé à expérimenter les possibilités médicales offertes par le procédé. Dans ce cas, une entreprise de métallurgie spécialisée appelée Layerwise a été capable de traduire des scintigraphies osseuses 3D en une mâchoire personnalisée. La société avait déjà utilisé le procédé pour fabriquer des prothèses en forme d’os et des implants dentaires. Pour réaliser une mâchoire complète, l’équipe de l’implant a dû surmonter un certain nombre de défis, tels que comment encourager les muscles à se fixer à l’implant et comment incorporer les nerfs nécessaires au mouvement normal de la mâchoire.

Alors que l’impression 3D est encore une technique médicale expérimentale, les scientifiques sont en train de concevoir des moyens de produire des organes entiers, qui sont soit «imprimés» en intercalant couche après couche de cellules vivantes ou créés par la construction d’échafaudages. pour que les cellules se développent.

Pourquoi la femme avait-elle besoin d’une nouvelle mâchoire?

La femme souffrait d’une maladie appelée ostéomyélite, un type d’infection osseuse dommageable habituellement causée par des bactéries ou, moins souvent, par une infection fongique. Il peut se produire lorsque des infections de la peau, des muscles ou des tendons voisins se propagent à un os ou lorsqu’une infection se propage d’une autre partie du corps à travers la circulation sanguine. Selon la nature de l’infection et la santé du patient, l’ostéomyélite peut causer des dommages permanents aux os. La condition peut être traitée avec des antibiotiques pour se débarrasser de l’infection et prévenir d’autres dommages, mais parfois une intervention chirurgicale sera nécessaire pour éliminer les tissus osseux morts autour du site de l’infection.

Si une section de tissu osseux est enlevée, les chirurgiens peuvent fermer l’espace en greffant dans l’os prélevé ailleurs dans le corps ou en insérant des matériaux de remplissage spécialisés qui favorisent la repousse de l’os environnant.

Dans ce cas, la patiente présentait une forme progressive et chronique d’ostéomyélite qui touchait presque toute la mâchoire. Cela signifiait qu’elle subissait des changements destructeurs permanents qui ne pouvaient pas être traités uniquement par des antibiotiques. En raison de l’âge du patient, la chirurgie reconstructive utilisant des méthodes conventionnelles aurait été risquée. Par conséquent, son équipe médicale a décidé d’essayer d’utiliser un implant sur mesure en titane pour remplacer presque toute sa mâchoire inférieure.

Qu’est-ce que l’impression 3D?

L’impression 3D englobe largement différentes techniques. Toutes les techniques impliquent l’utilisation d’ordinateurs pour assembler des couches ou des particules de matériaux afin de former une nouvelle structure 3D. À l’heure actuelle, les médecins, les scientifiques et les techniciens utilisent la technologie d’impression 3D pour fabriquer des implants à partir de métaux, de plastiques et de céramiques et expérimentent des structures 3D utilisant des matériaux osseux synthétiques et même des cellules vivantes.

Il peut présenter plusieurs avantages par rapport aux techniques de fabrication traditionnelles, notamment la possibilité de créer des structures sur mesure hautement précises telles que des implants dentaires. Dans le cas du nouvel implant de la mâchoire, le procédé offre la possibilité de créer une structure qui s’adapte parfaitement aux dimensions et aux contours du visage du patient. Compte tenu de la complexité impliquée, l’utilisation d’un implant sur étagère n’est pas pratique.

Pour créer l’implant, le fabricant Layerwise a utilisé un type d’impression 3D appelé « fusion laser sélective ». Pendant le processus, les lasers produisant de la chaleur sont concentrés sur un lit de poudre de métal, de sorte que les particules sont fusionnées avec précision pour former une structure 3D. Ce processus est différent du travail traditionnel en métal, dans lequel une forme est créée en commençant par un bloc plein et en enlevant le métal, semblable à la sculpture. Au lieu de cela, le processus d’impression 3D permet de construire une forme en ajoutant de minuscules couches complexes de particules, tout comme la construction d’une structure, couche par couche, à partir de blocs de construction microscopiques.

A-t-il déjà été utilisé médicalement?

Les médecins ont déjà utilisé des implants métalliques imprimés en 3D pour la dentisterie et les petites prothèses osseuses, mais c’était la première fois qu’il était utilisé pour fabriquer une mâchoire pleine. L’avantage est que ces prothèses sur mesure peuvent être modélisées et façonnées pour s’adapter à la structure unique des os environnants. Les chirurgiens ont révélé que la chirurgie pour implanter la mâchoire prenait moins de quatre heures et que le patient pouvait parler et avaler à nouveau le lendemain de la chirurgie. Ce rétablissement rapide de la fonction est encourageant.

Il est probable que cette technique sera étudiée par d’autres groupes chirurgicaux, mais les rapports actuels ne concernent que le traitement d’un seul patient avec une infection osseuse chronique. On ne sait pas encore si elle pourrait réussir dans une chirurgie reconstructive faciale plus large, par exemple suite à un traumatisme.

À quoi pourrait-il servir à l’avenir?

Bien qu’il n’y ait aucune garantie que les techniques de laboratoire expérimental puissent être transformées en traitements utilisables, l’impression médicale 3D a été un sujet brûlant dans les nouvelles ces dernières années.

Par exemple, en novembre 2011, BBC News a rapporté qu’une équipe de scientifiques de l’Université d’État de Washington avait utilisé «une poudre de céramique osseuse» pour fabriquer un matériau semblable à de l’os qui servirait d’échafaudage pour la croissance de nouvelles cellules. Cependant, sa technique expérimentale n’avait pas été utilisée chez les personnes au moment du signalement.

Les scientifiques cherchent également à savoir s’il est possible d’utiliser l’impression 3D pour créer des structures importantes telles que des valves cardiaques et même des organes entiers. Une variété de systèmes est en cours de test en laboratoire, de la création d’échafaudages 3D pour les cellules à peupler à des cellules de stratification eux-mêmes.

Une grande partie de cette technologie de pointe est pour le moins des années, mais les possibilités sont grandes et très excitantes, comme l’a souligné le Dr Anthony Atala lors de la conférence TED de mars dernier.