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L'imprimante 3D Fortus permet de réaliser des moules d'implants orbitaux

L'imprimante 3D Fortus permet de réaliser des moules d'implants orbitaux


« Les ophtalmologistes pourraient bénéficier de la précision offerte par l’impression 3D en créant des implants précis avant l’opération au lieu d’avoir à ajuster et les tester manuellement pendant l’opération »
Dr Martin Chung-ming Hong

La chirurgie des yeux peut être complexe, longue et floue dans la mesure où l’orbite de l’œil de chaque patient a une forme unique. Actuellement, l’Industrial Centre (IC) de l’Université Polytechnique de Hong Kong utilise un moyen efficace pour améliorer ces conditions : l’imprimantes 3D.

Fondé en 1976, IC propose des expériences pratiques aux ingénieurs et aux élèves ingénieurs. L’établissement offre également des services industriels et de support technique à la communauté et aux entreprises industrielles locales œuvrant dans des domaines variés tels que l’infrastructure, l’énergie, la maintenance, la réparation et la révision aéronautique.

Une plus grande précision grâce aux implants orbitaires imprimés 3D

La réparation d’une fracture de l’orbite et les insertions d’implants sont effectuées sur des patients souffrant de différents types de fracture de l’orbite. Le plus connu étant la fracture du plancher de l’orbite causée par des blessures sportives, des accidents de voiture ou des coups occasionnés par des objets contondants directs.

Les chirurgiens orbitaires doivent façonner un implant au choix, soit un maillage de titane, une mince feuille de polyéthylène poreux, soit une combinaison des deux. Ils doivent le faire manuellement avant de l’insérer sur place après que tous les fragments d’os soient enlevés et que les tissus prolapsus soient réduits. L’implant nécessite souvent plusieurs ajustements pendant l’opération jusqu’il épouse parfaitement la courbure de l’orbite du patient. Ce processus chronophage dépend en grande partie de l’expérience clinique des ophtalmologistes. Toute inadéquation entre l’implant et l’orbite tant au niveau de la taille que de la forme nuirait au volume orbital.

Dr. Martin Chung-ming Wong, ingénieur principal, et M. Louis-Kwan Yik Sze, ingénieur adjoint à l’Université Polytechnique de Hong Kong, ont recommandé l’utilisation de la technologie d’impression 3D pour améliorer la précision et réduire les délais de l’opération pour les fractures graves. « Nous avons pensé que les ophtalmologistes pourraient bénéficier de la précision offerte par l’impression 3D en créant des implants précis avant l’opération au lieu d’avoir à ajuster et tester manuellement pendant l’opération », a déclaré Wong.

En 2009, IC a commencé à utiliser un système d'impression 3D professionnel Fortus pour créer des moules d’implants orbitaires pour les ophtalmologistes des hôpitaux Prince of Wales et Alice Ho Miu Ling Nethersole. En se servant des images à rayons X et du scanner du patient, Wong et son équipe ont reconstruit le plancher orbital de ce patient avec un logiciel CAO. Ils ont ensuite imprimé en 3D deux couches thermiques – les parties supérieure et inférieure du moule. Ils ont pressé une mince feuille de titane entre les deux parties du moule pour avoir la forme.

Un implant sur-mesure avec du matériau stérilisable

Dr. Kelvin Chong, professeur adjoint au Chinese University Department of Ophthalmology and Visual Science, et coordinateur de l’ Orbital and Oculoplastic Surgery à l’Hôpital Prince of Wales et à l’hôpital Alice Ho Miu Ling Nethersole, a été satisfait de l’accessibilité des implants orbitaux d’un patient spécifique. « En dehors de l’utilisation des implants prêts à l’emploi, qui est l’approche chirurgicale la plus couramment utilisée à l’heure actuelle, l’impression 3D pro nous a fourni une alternative plus précise pour reconstruire les différents os orbitaux. Des moules personnalisés peuvent être imprimés en 3D en 3 à 4 heures. Nous pressons tout simplement les deux parties pour créer la forme nécessaire du patient », a-t-il dit.

Les moules imprimés en 3D permettent de façonner plus rapidement les implants avec une précision inégalée et une durée de l’opération significativement réduite. Les chirurgiens sont impatients de voir si les essais cliniques pourront améliorer les résultats et la sécurité de la chirurgie des yeux, en particulier dans les cas compliqués comme les fractures complexes impliquant plusieurs murs et jantes orbitaux.

Les options offertes par les matériaux FORTUS ont joué un rôle clé dans l’amélioration de la chirurgie orbitale. Comme des pièces artificielles sont placées à l’intérieur de l’orbite du patient, tout doit être complètement décontaminé, depuis l’implant aux guides chirurgicaux. PC-ISO, un thermoplastique biocompatible utilisé pour imprimer des pièces chirurgicales résistantes à la chaleur et solides, a été la réponse immédiate. Comme ce matériau est biocompatible à l’état brut (il est conforme à la norme ISO 10993 USP Classe VI) et stérilisable par rayonnement gamma ou EtO, il est idéal pour l’industrie médicale. « Les chirurgiens ont seulement besoin de stériliser le moule et façonner la forme de l’implant en pressant fermement les deux parties. Ceci résulte en un implant sur-mesure précis », a déclaré Sze.

Des applications plus innovantes

IC est actuellement le fournisseur de guides chirurgicaux sur-mesure tels que des implants orbitaux, des modèles de pré-chirurgie orthopédique et des modèles dentaires, au Hong Kong Hospital Authority. Cependant, Wong continue d’intégrer la technologie d’impression 3D dans ses autres projets. Par exemple, il a affirmé que le système de production 3D Fortus est devenu l’un des instruments les plus utilisés par IC pour la recherche, les projets d’étudiants et les formations.

« Le Fortus nous a apporté beaucoup de commodité, en tant qu’ingénieurs. Nous sommes ravis qu’il aide aussi à éliminer les risques inutiles pour les médecins. Je suis impatient d’appliquer davantage la technologie d’impression 3D dans nos autres projets », a déclaré Wong.