La technologie d’impression 3D existe depuis 1986 et servait alors surtout à sortir, rapidement et à moindre coût, des prototypes visuels et de validation pour les industriels. Vu la possibilité d’imprimer des fines couches 3D de façon progressive, ces technologies se sont montrées très efficaces pour la fabrication de modèles géométriques complexes tels que les parties anatomiques, tissus mous et osseux.
Depuis quelques années maintenant, l’évolution de ces technologies permet d’imprimer dans les trois grandes classes des matériaux utilisés en chirurgie – les métaux, les céramiques et les polymères. Le «PDF» nécessaire à ces technologies est le format «STL», un fichier 3D qui est la base commune à toutes les différentes machines et leurs matériaux. Dans le domaine médical, sur base des données CT-Scan d’un patient, il est possible de récolter les informations qui sont d’abord enregistrées sous forme de fines couches 2D (le plus souvent sous format DICOM) et de recréer un modèle 3D des différents tissus des patients. Le fichier 3D étant obtenu, il est alors possible d’imprimer à la fois la partie osseuse, par exemple en polymère, voire de créer un guide chirurgical sur mesure pour le placement d’un implant, voire encore d’imprimer directement l’implant en titane sur mesure, par exemple.
Dans le courant des années 1990-2000, ces imprimantes servaient surtout à imprimer des modèles osseux en polymères, nécessaires à la planification préopératoire, afin de guider et d’aider le chirurgien dans la prise des décisions, avant de se retrouver en salle d’opération, confronté directement à la réalité. Grâce à ces modèles, il est possible de choisir les bons instruments de chirurgie, de décider le nombre et les endroits des fixations d’un implant sur mesure, de répéter le geste chirurgical, voire même d’imprimer le modèle à l’autre bout du monde et de dialoguer avec d’autres médecins afin de mieux faire face aux cas extrêmes.
De nos jours, ces technologies ont fortement évolué. Il est possible d’imprimer des modèles anatomiques avec une très haute précision, généralement 10 fois plus élevée que la résolution d’un CT-Scan. Le choix des matériaux permet également d’imprimer en 3D des implants métalliques voire en biocéramiques dégradables et bioactives, voire également d’imprimer des instruments de chirurgie sur mesure – pour des résections tumorales, voire également pour le placement d’un implant métallique sur mesure. L’utilisation de ces technologies permet non seulement d’imprimer des implants ou des instruments sur mesure mais également de réduire certains facteurs économiques non négligeables. En effet, certains cas cliniques ont révélé une efficacité quant à la réduction du temps d’opération nécessaire lors de l’utilisation d’implants sur mesure. Souvent, il est question de réduire le temps d’opération dans le cranio-maxillofacial de 20 heures à seulement 4-8 heures. Ceci n’a pas qu’un effet positif sur la fatigue du staff opératoire et donc sur le facteur erreur, mais également sur le coût de l’occupation de la salle d’opération, qui n’est certainement pas négligeable de nos jours. La réhabilitation des patients est cependant très dépendante d’un cas à l’autre. Aujourd’hui, près de 50.000 cupules acétabulaires en titane ont été réalisés par ce genre d’imprimantes 3D, quelques 400 cas cliniques ont été réalisés dans le domaine du cranio-maxillofacial afin de proposer des implants crâniens et mandibulaires sur mesure.
La Belgique se situe parmi les leaders européens de ces technologies, avec des industriels à la pointe des dernières technologies et matériaux existants pour les applications chirurgicales et le centre de recherche tel que le Sirris, qui permettent de faire avancer la chirurgie moderne.
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