Si il y a bien un domaine ou l’impression 3D permet de changer les choses, c’est le domaine médical. Spectaculaire grâce à des chirurgies uniques, l’avancée de la bio-imprimerie permet de mélanger matières synthétiques faites sur mesure et de développer des cellules naturelles à partir de rien ou presque. Les changements n’en sont qu’à leurs débuts mais le nombre de chirurgies spectaculaires sauvant la vie des patients grâce à l’impression 3D fleurissent ces derniers mois et de plus en plus de laboratoires de recherche consacrent une partie de leurs ressources à se familiariser avec cette technologie pour développer la nouvelle face de la médecine.
A Melbourne, Mitch Finlayson utilise cette technologie pour imprimer des trachées et permettre aux chirurgiens de s’entrainer afin de rendre les chirurgies les moins invasives possibles. En effet, ils peuvent maintenant voir les anomalies avant d’opérer le patient. Mais la condition d’un enfant d’à peine 1 an a forcé les services de sécurité de la santé aux USA a donner leur accord pour installer des bouts de trachée artificielle. Garrett Peterson, l’enfant, arrêtait de respirer plusieurs fois par jour et à chaque fois le personnel de l’hôpital devait tout mettre en oeuvre pour le réanimer. Ils ont donc scanné la trachée de Garrett et imprimé des petites «attelles» sur-mesure pour mettre aux endroits qui s’effondraient et ne laissaient plus l’air circuler. Ces attelles sont conçues pour soutenir sa trachée et vont se dissoudre d’elles-mêmes lorsque sa trachée sera assez développée pour fonctionner toute seule.
Un autre organe, et pas des moindres, est imprimé pour préparer les opérations : le coeur. Le fait de pouvoir scanner et ensuite imprimer un modèle parfaitement identique à la réalité permet aux chirurgiens de voir avant d’ouvrir les irrégularités à l’intérieur du coeur et donc de pouvoir se préparer de manière optimale. Cette technique est particulièrement intéressante dans le cas d’enfant en bas âge dont le coeur est si petit qu’il était avant impossible de constater l’étendue des dégâts avant d’ouvrir et qui oblige à inspecter pendant la chirurgie et donc faire plus d’incisions.
Plus économiques et donc permettant à plus de monde de s’en offrir, les prothèses imprimées en 3D sont en pleine expansion. Paul McCarthy a utilisé le projet open source RobotHand co-créé par Ivan Owen, un inventeur de Washington, pour imprimer une prothèse de main à son fils de cinq ans, né sans doigts. La prothèse revient à une centaine de dollars quand celles «traditionnelles» peuvent aller jusque 40 000$. Une autre initiative, venant de Mark Ebelin, et nommée «Projet Daniel» a vu le jour pour permettre aux amputés de la guerre du Soudan de bénéficier de prothèses peu onéreuses et qu’ils peuvent construire eux-mêmes.
Ce n’est pas la première fois que l’impression 3D sert en neurologie. On trouve les «patchs» d’OsteoFab qui permettent grâce à des greffes utilisant le Polyéther d’avoir un résultat, plus flexible, plus proche de l’os humain que les prothèses métalliques. Mais c’est la première fois que presque l’intégralité d’un crâne est remplacé. C’est le cas en Hollande où une patiente de 22 ans a subi une opération afin de remplacer son crâne qui devenait trop épais et lui faisait perdre l’usage de la vue et l’exposait à de graves problèmes neurologiques. L’opération, qui a duré 23 heures, a été un succès, la jeune femme ayant retrouvé toute sa vision et repris son travail trois mois après la chirurgie. L’intérêt d’utiliser l’impression 3D dans ce cas est de ne pas mettre d’implant qui sont aussi dur que du ciment et qui ne sont pas exactement à la taille de la tête du patient. En plus de l’aspect esthétique, le docteur Bon Verweij à la tête du projet a annoncé que le cerveau récupérait mieux qu’avec des implants.
Tous les patients qui souffrent des articulations en particulier au niveau des genoux et des épaules peuvent témoigner de la difficulté de remplacer du cartilage. Le centre Wake Forest Institute for Regenerative Medicine aux Etats-Unis a créé une imprimante 3D mélangeant une imprimante traditionnelle à jet d’encre et une machine à électrofilage pour réaliser un matériel à la fois naturel et synthétique. Le mélange permet d’assurer à la structure d’être solide mais aussi de stimuler la naissance de nouvelles cellules. L’imprimante est toujours en cours de test mais les résultats sur les souris sont prometteurs.
Se dirige t-on vers la fin des donneurs d’organes? La demande étant largement supérieure à l’offre, ce serait des milliers voire des millions qui pourraient avoir la vie sauve si l’on arrivait à répliquer des organes fonctionnels. C’est le défi de plusieurs laboratoires de recherche dont Organovo qui imprime du tissu humain pour fabriquer des foies notamment. Selon les chercheurs, ce serait cet organe qui serait le plus difficile à répliquer de part ses différentes fonctions (filtrer le sang, modifier et transporter les médicaments, production d’une myriade de protéines indispensables). La compagnie a déjà réussi à imprimer des foies de quelques millimètres mais prévient qu’il faudra au moins encore quinze ans pour pouvoir obtenir des transplants viables. En attendant, ces mini-foies permettent de tester les médicaments pour éviter de donner aux malades un traitement qui endommageraient cet organe à court ou long terme.
Et si dans quelques temps on pouvait oublier les plâtres lourds, non étanche et où toutes les astuces sont bonnes pour trouver une solution aux grattements? Le projet Osteoid de Deniz Karasahin, un designer turque, est toujours à l’état de concept mais pourrait permettre, grâce à la combinaison du plâtre et d’électrodes de réduire la durée de guérison d’un os cassé de près de 40%. Le plâtre sera exactement à la mesure du patient grâce aux scanner 3D et en plus vous permettra d’avoir l’air de sortir d’un film de science-fiction.
L’impression 3D permet dans le cas de greffe de peaux d’obtenir des greffons plus proches de la pigmentation naturelle du patient. Le Wake Forest School of Medicine a un projet de recherche pour imprimer directement sur des brûlés une nouvelle couche de peau.
Tom Fripp de Fripp Design & Research en Angleterre a conçu pour des patients des prothèses oculaires imprimables en 3D pour diminuer les coûts et l’attente. Grâce à cette technologie ils peuvent produire 150 oeils par heure ce qui réduit la durée de l’attente du patient d’une dizaine de semaines à deux jours et passe de plus de 5 000€ à 80€. Ils font aussi des prothèses en silicone de nez et d’oreilles qui sont aussi bien moins chères et bien plus rapides à produire. L’entreprise espère pouvoir mettre ses produits sur le marché dans un an, après l’approbation des services de santé.
Sources en anglais : (certains articles contiennent des photos et/ou des vidéos graphiques)
http://www.wakehealth.edu/WFIRM/
http://www.gizmag.com/3d-printed-skull-implant/31429/
http://mashable.com/2014/04/22/3d-printed-hand/
http://www.huffingtonpost.com/2013/11/04/dad-prints-prosthetic-hand-leon-mccarthy_n_4214217.html
http://www.notimpossiblelabs.com/#!project-daniel/c1imu
http://www.npr.org/blogs/health/2014/03/17/289042381/doctors-use-3-d-printing-to-help-a-baby-breathe
http://www.policymic.com/articles/90221/this-3-d-printed-cast-can-heal-your-bones-up-to-80-faster
http://www.dezeen.com/2013/11/08/3d-printed-noses-for-accident-victims-within-a-year/
