L’impression 3D : un nouveau territoire en matière de soins de santé

Des scientifiques et ingénieurs de Medtronic « regardent au-delà des apparences » en quête de solutions révolutionnaires.

À vrai dire, l’impression 3D n’est pas réellement de l’impression. « Fabrication additive » est le terme moins courant pour décrire cette réalité, soit la construction d’un objet une très mince couche à la fois sur une machine de précision ayant sensiblement la taille et la forme d’une imprimante.

Imprimante 3D en action

Imprimante 3D en action

Peu importe le nom qu’on lui donne, l’impression 3D ouvre un nouveau territoire en matière de soins de santé.

« Le rythme d’évolution de la technologie est tout à fait sidérant », a constaté Mark Bucheger, directeur de l’ingénierie pour Medtronic. « Chaque année, elle s’améliore et nous permet d’en faire toujours plus. »

Imaginez par exemple le jour où un médecin pourra déterminer votre problème de santé grâce à la tomodensitométrie ou à l’imagerie par résonance magnétique, puis, à l’aide d’une imprimante 3D, vous traiter avec un outil ou un produit médical, voire tout un dispositif implantable conçu spécialement pour vous et votre physiologie.

« Pour y parvenir, il faudra des efforts de réglementation, de développement et de fabrication. Or, ce sont des possibilités réelles », a affirmé Michael Hill, Ph. D., vice-président des sciences institutionnelles, de la technologie et des affaires cliniques pour Medtronic.


« Earl Bakken nous convie à “regarder au-delà des apparences”. Voilà comment je conçois l’impression 3D. Rien n’est impossible. »

-- Michael Hill, Ph. D.


La perspective d’une médecine personnalisée

Le nitinol peut résister à l’écrasement

Michael Hill, Ph. D., vice-président des sciences institutionnelles, de la technologie et des affaires cliniques

Des équipes de scientifiques et d’ingénieurs de Medtronic travaillent déjà sur les possibilités d’une telle médecine. Ils envisagent même l’instant où il sera possible de réparer des organes à l’aide de tissus, ou de les remplacer carrément par d’autres créés par une imprimante 3D.

« Nous poussons notre réflexion très loin », a déclaré M. Hill. « Mais cela prendra du temps et de la détermination. C’est une chose de créer un prototype, c’en est une autre de dire que nous allons réellement l’appliquer à long terme. »

Si la réalisation de ce genre d’idées peut se compter en années, l’impression 3D a déjà une incidence majeure sur la recherche et le développement.


« Nous aimons apprendre rapidement, histoire de nous rapprocher encore plus vite du produit final. »

Mark Bucheger, directeur de l’ingénierie

 


Apprentissage accéléré

Mark Bucheger

Mark Bucheger présente un modèle imprimé en 3D

Sept imprimantes 3D fonctionnent sans arrêt à Medtronic – exécutant des commandes de ce que l’on appelle le « prototypage rapide ».

Si un médecin, un scientifique ou un ingénieur propose un nouvel outil chirurgical, la machine peut créer un prototype en quelques heures pour permettre à l’équipe de recherche et développement de l’étudier.

Des travaux auparavant effectués en quelques mois sont maintenant l’affaire de quelques jours.

« Nous aimons apprendre rapidement, a expliqué M. Bucheger, et créer différentes versions de ces outils, histoire de nous rapprocher encore plus vite du produit final. »

Modèle 3D complet, recouvert d’une couche protectrice jaune

Modèle 3D complet, recouvert d’une couche protectrice jaune

Le prototype sort de l’imprimante enrobé d’un matériau souple. Le tout est ensuite acheminé vers une cellule spéciale, où l’on pulvérise le matériau de support pour le retirer, ne laissant que le prototype achevé.

En seulement un an, Medtronic estime que l’impression 3D a sauvé près de neuf ans d’essais en recherche et développement, aux dires de Scott Hanson, gestionnaire du laboratoire de conception. En fin de compte, cela signifie que les patients bénéficient beaucoup plus rapidement de l’innovation et des avancées dans le domaine des soins de santé.

« Le volume de connaissances auquel nous sommes exposés double presque chaque année », a indiqué M. Hill. « Accélérer l’innovation afin de demeurer en tête de peloton, ce n’est qu’une moitié du défi. » 

Formation et simulation bénéfiques

Un membre de l’équipe pulvérise la couche protectrice qui recouvre un prototype imprimé en 3D

Retrait par pulvérisation de la couche protectrice d’un prototype imprimé en 3D

Medtronic imprime aussi des modèles 3D de nombreuses parties du corps, de sorte que les fabricants de produits puissent déterminer comment améliorer le déploiement et le fonctionnement de leurs dispositifs dans l’organisme.

D’autres modèles permettent aux médecins d’effectuer des interventions d’essai sur des simulations réalistes. Ils sont ainsi mieux préparés quand vient le temps d’effectuer une véritable intervention chirurgicale.

« C’est particulièrement important lorsque les médecins sont en présence d’une physiologie anormale », a précisé M. Hill. « Il faut parfois une centaine ou un millier d’interventions avant de croiser un tel cas. Or, si nous pouvons l’imprimer en 3D, les chirurgiens peuvent l’expérimenter, l’observer et y toucher. Cet outil présente un potentiel inouï d’apprentissage. »

Prototypes imprimés en 3D

Un membre de l’équipe de Medtronic teste un nouvel outil médical sur un cœur imprimé en 3D.

La plupart des projets d’impression 3D actuels de Medtronic produisent des prototypes faits de polymères spéciaux, mais les chercheurs sont impatients de travailler avec une toute nouvelle imprimante, qui fabrique des objets en métal.

« Une fois de plus, nombre de portes vont s’ouvrir à nous, offrant encore plus de possibilités », s’est réjoui M. Bucheger.

La suite des choses n’a possiblement d’autre limite que notre imagination.

« Earl Bakken nous convie à “regarder au-delà des apparences”, a rappelé M. Hill, de voir ce qui n’est pas encore visible. Voilà comment je conçois l’impression 3D et certaines autres technologies en développement ici. Rien n’est impossible. »