Implants osseux imprimés en 3D : des os métalliques qui s'intègrent dans le corps

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  Prévision quantique
• Le 28 juin 2023

Faits saillants des aperçus

L'impression 3D, ou fabrication additive, fait des progrès considérables dans le domaine médical, notamment avec les implants osseux. Les premiers succès incluent un implant de mâchoire en titane imprimé en 3D et des implants imprimés en 3D pour les patients atteints d'ostéonécrose, offrant une alternative efficace à l'amputation. Les professionnels de la santé sont optimistes quant à l'avenir des os imprimés en 3D, qui pourraient corriger les malformations génétiques, sauver les membres d'un traumatisme ou d'une maladie et soutenir la croissance de nouveaux tissus osseux naturels à l'aide d'os "hyperélastiques" imprimés en 3D.

Contexte des implants osseux imprimés en 3D

L'impression tridimensionnelle utilise un logiciel pour créer des objets grâce à une méthode de superposition. Ce type de logiciel d'impression est parfois appelé fabrication additive et comprend divers matériaux, tels que les plastiques, les composites ou le biomédical. 

Il existe quelques composants utilisés pour l'impression 3D d'os et d'échafaudages osseux, tels que :

• Matériaux métalliques (tels que l'alliage de titane et l'alliage de magnésium), 
• Matériaux inorganiques non métalliques (tels que le verre biologique), 
• Céramique biologique et ciment biologique, et 
• Matériaux de haut poids moléculaire (tels que la polycaprolactone et l'acide polylactique).

L'un des premiers succès des implants osseux imprimés en 3D remonte à 2012, lorsque la société de conception médicale néerlandaise Xilloc Medical a imprimé un implant en titane pour remplacer les mâchoires d'un patient atteint d'un cancer de la bouche. L'équipe a utilisé des algorithmes compliqués pour modifier la mâchoire numérique afin que les vaisseaux sanguins, les nerfs et les muscles puissent se fixer à l'implant en titane une fois imprimé.

Impact perturbateur

L'ostéonécrose, ou la mort osseuse, du talus de la cheville peut entraîner une douleur à vie et des mouvements limités. Dans certains cas, les patients peuvent nécessiter une amputation. Cependant, pour certains patients atteints d'ostéonécrose, un implant imprimé en 3D peut être utilisé comme alternative à l'amputation. En 2020, le UT Southwestern Medical Center, basé au Texas, a utilisé une imprimante 3D pour remplacer les os de la cheville par une version en métal. Pour créer l'os imprimé en 3D, les médecins avaient besoin de tomodensitogrammes du talus sur le bon pied à titre de référence. Avec ces images, ils ont travaillé avec un tiers pour produire trois implants en plastique de différentes tailles à des fins d'essai. Les médecins choisissent le meilleur ajustement avant d'imprimer un implant final avant la chirurgie. Le métal utilisé était le titane ; et une fois le talus mort enlevé, le nouveau a été mis en place. La réplique 3D permet le mouvement de la cheville et des articulations sous-taliennes, ce qui permet de déplacer le pied de haut en bas et d'un côté à l'autre.

Les médecins sont optimistes quant à l'avenir des os imprimés en 3D. Cette technologie ouvre la porte à la correction de malformations génétiques ou au sauvetage de membres endommagés par un traumatisme ou une maladie. Des procédures similaires sont testées pour d'autres parties du corps, y compris les patients qui perdent des membres et des organes à cause du cancer. En plus de pouvoir imprimer en 3D des os solides, les chercheurs ont également développé un os « hyperélastique » imprimé en 3D en 2022. Cet implant osseux synthétique ressemble à un échafaudage ou à un treillis et est conçu pour soutenir la croissance et la régénération de nouveaux tissus osseux naturels.

Implications des implants osseux imprimés en 3D

Les implications plus larges des implants osseux imprimés en 3D peuvent inclure : 

• Compagnies d'assurance créant des polices de couverture concernant les implants 3D. Cette tendance peut conduire à des renumérations différentes en fonction des différents matériaux imprimés en 3D utilisés. 
• Les implants deviennent plus rentables à mesure que la technologie d'impression 3D médicale se développe et devient plus commercialisée. Ces réductions de coûts amélioreront les soins de santé pour les pauvres et dans les pays en développement où des procédures rentables sont les plus nécessaires.
• Étudiants en médecine utilisant des imprimantes 3D pour créer des prototypes osseux pour les tests et la pratique chirurgicale.
• De plus en plus d'entreprises de dispositifs médicaux investissent dans des imprimantes 3D biomédicales pour répondre à la demande croissante du secteur de la santé.
• De plus en plus de scientifiques s'associent à des entreprises technologiques pour concevoir des imprimantes 3D spécialement conçues pour les remplacements d'organes et d'os.
• Les patients atteints de mort osseuse ou de défauts recevant des impressions 3D qui peuvent restaurer le mouvement.

Questions à commenter

• Sinon, comment pensez-vous que la technologie d'impression 3D peut soutenir le domaine médical ?
• Quels pourraient être les défis potentiels d'avoir des implants imprimés en 3D ?