Ambionics réalise une prothèse enfantine unique via l'impression 3D

Ambionics réalise un exploit majeur en développant une prothèse enfantine unique avec l’impression 3D Stratasys

Entreprenant des recherches sur le développement des enfants avec des prothèses, Ben Ryan a développé une prothèse portable unique mieux acceptée par les enfants de bas âge. Une innovation inégalée dans le domaine médical qui permet, de manière cruciale, d’utiliser les prothèses à un stade précoce du développement. La conception personnalisée et la production de la prothèse hydraulique imprimée 3D ont permis de faire des économies de coûts jusqu’à 76% et de temps jusqu’à 90% par rapport aux méthodes de fabrication traditionnelles.  

Quand le fils de Ben, Sol, est né en mars 2015, des complications ont conduit à l’amputation de son avant-bras gauche. Bien qu’il reste quelques centimètres de son avant-bras, Sol doit attendre trois ans pour bénéficier d’une prothèse myoélectrique de la NHS, et un an pour avoir une prothèse esthétique non fonctionnelle. Ben a vu que son fils a commencé à perdre en réactivité et en acceptation de son bras gauche. Il a alors décidé d’agir.

Après avoir mené des recherches approfondies sur le développement des enfants, Ben a constaté que des taux de rejet plus élevés surviennent lorsque les enfants sont équipés après l’âge de deux ans et qu’une acceptation des dispositifs fonctionnels est en corrélation avec l’utilisation prolongée des prothèses tout au long de l’enfance. Une autre étude a également révélé que les enfants équipés avant l’âge de deux ans ont tendance à accepter leur prothèse plus que ceux qui ont été équipés après l’âge de deux ans. A cet effet, Ben a d’abord conçu un bras en mousse pour son fils, puis une prothèse hydraulique lui permettant de faire bouger lui-même son pouce.

Ben a conçu et créé son bras prothétique hydraulique imprimé 3D sur l’imprimante 3D Stratasys Connex. Après s’être exercé sur des prototypes de sa conception, Ben a imprimé en 3D des actuateurs flexibles et une unité de répartition de puissance (un soufflet hélicoïdal à double effet ou SHDE) pour la prothèse. Selon Ben, l’unité SHDE permet au porteur d’ouvrir et de fermer le pouce en mode manuel ou assisté (avec de l’air comprimé ou une pompe hydraulique et un réservoir). Toutefois, la préhension continue de fonctionner manuellement en cas de coupure de courant.

« Le succès de mon mécanisme SHDE breveté s’appuie sur les capacités avancées de l’imprimante Stratasys Connex – la possibilité de combiner des matériaux rigides et flexibles en une seule impression a été essentielle au succès de la conception », explique Ben. « Nous sommes chanceux de pouvoir accéder à cette technologie, qui nous a permis d’imprimer en 3D un prototype de bras rapidement et à moindre coût. En fondant Ambionics, mon objectif a été d’éviter que d’autres enfants amputés comme mon fils ne soient confrontés aux contraintes et aux délais trop longs liés à la fabrication de prothèses traditionnelles. »

Pour concevoir la prothèse, Ben a utilisé le logiciel Autodesk Fusion 360.

« Il s’agit d’un projet extrêmement novateur et ambitieux, et cela a été très inspirant de travailler avec Ben sur ce projet », explique Paul Sohi, expert en conception de produits chez Autodesk. « C’est incroyable de voir que, même sans aucune expérience en conception de produits, Ben a été capable de s’auto-enseigner pour créer quelque chose qui aidera non seulement son fils, Sol, mais aussi, à travers Ambionics, d’autres enfants potentiellement confrontés au même problème. »

En plus d’être plus légère que les alternatives myoélectriques traditionnelles, la prothèse hydraulique imprimée 3D est alimentée par le corps et permet aux enfants de grandir tout en s’habituant à leurs « bras » plus tôt qu’avec les dispositifs traditionnels. La capacité de fonctionner sans avoir besoin de dispositifs électroniques ou de batteries est unique à la conception Ambionics et diminue le risque de blessure.

De la numérisation du bras à la prothèse portable en cinq jours seulement

Alors que la NHS demande 11 semaines pour transformer un plâtre de bras en prothèse portable, Ben Ryan a pu produire sa prothèse en cinq jours seulement. Avec la possibilité de conserver le fichier de numérisation, la copie numérique permet de produire facilement des prothèses de remplacement grâce à l’impression 3D.

« Presque la totalité de la prothèse est imprimée en 3D », ajoute Ben. « Seuls les matériaux d’impression 3D robustes de type caoutchouc et le support soluble de Stratasys rendent possible la production et l’utilisation des unités SHDE. Les cavités internes sont complexes. Il serait impossible d’enlever le matériau de support à l’aide de moyens mécaniques. Les matériaux doivent également être solides, mais assez souples pour transmettre la pression du fluide permettant d’opérer la préhension. »

En brevetant sa technologie SHDE à l’intérieur de la prothèse, Ambionics souhaite offrir le service aux prestataires de soins de santé partout dans le monde. La société poursuit ses recherches et essais sur le développement des enfants portant des prothèses. Elle a lancé une campagne de crowdfunding le 1^er mars pour financer les essais d’utilisabilité du dispositif médical. Ceux-ci sont nécessaires avant de demander l’autorisation de lancer le produit sur le marché.

« Ce cas illustre la capacité de l’impression 3D à améliorer la qualité de vie en surmontant les barrières des fabrications traditionnelles à faible volume », explique Scott Rader, Directeur Général du Healthcare Solutions, Stratasys. « Nous allons continuer à soutenir et à permettre à des innovateurs comme Ben d’apporter la personnalisation dans la fabrication de prothèses traditionnelles », a-t-il conclu.