Greffe d’organes humains, la précieuse contribution de l’impression 3D

L’impression 3D occupe une place de plus en plus prépondérante dans l’univers médical.

Grâce aux multiples collaborations entre entreprises, chercheurs et médecins, les limites sont sans cesse repoussées et de nombreuses pathologies peuvent désormais être traitées. Immersion au cœur de la médecine du futur, fruit de la percée fulgurante de la technologie d’impression 3D.

Exemple de situation à travers une greffe de visage et de la main

Les chercheurs de Materialise et les médecins de la New York university ont réalisé, récemment, une greffe du visage et de la main, une première mondiale. L’impression 3D est à la base de cette réussite. Âgé de 22 ans, le patient victime d’un accident a subi des blessures et des brûlures sur le visage et les bras. En outre, les tissus cutanés ont été endommagés par endroits, laissant apparaître des lésions.

Le Docteur Eduardo D. Rodriguez enseigne la chirurgie plastique reconstructive cumulativement avec ses fonctions de chef de département de chirurgie plastique à la New York university à Lagone. Pour ce spécialiste, l’intervention effectuée sur ce jeune patient avait pour but d’améliorer sa qualité de vie en lui donnant une apparence plus sympathique.

Au cours de cette opération, le rôle joué par la modélisation a été non négligeable. Après la découverte d’un donneur, 14 mois ont suffi à l’équipe pour se préparer. Le début de l’intervention quant à lui a nécessité 24 heures. Dans cet intervalle de temps assez court, aucune erreur ou décision de dernière minute n’était envisageable. L’utilisation, par les ingénieurs de Materialise, de données scannées sur le corps du patient a permis la création d’un modèle personnalisé en 3D.

Le rendu offert par ce modèle permettait de visualiser la structure osseuse dans les moindres détails et de pouvoir la personnaliser. C’est pourquoi l’opération a été répétée plusieurs fois afin de leur permettre d’affiner le plan d’intervention et de gagner en précision. L’impression 3D médicale a ainsi permis la détermination de façon optimale du déroulement de l’opération et la création d’un plan d’intervention chirurgicale.

Sélection et positionnement d’implants médicaux par les chirurgiens

L’apport de l’impression 3D dans la planification chirurgicale est de plus en plus perceptible. Et pour cause, les outils 3D facilitent la sélection des implants médicaux par les chirurgiens. De même, ils aident à optimiser les prédictions concernant leur positionnement au sein de l’organisme.

Dans le cas de la double greffe du bras et du visage, l’impression en 3D de modèles anatomiques et d’autres outils nécessaires à la transplantation s’est faite après l’établissement du plan d’intervention chirurgicale. Cette étape consistait à élaborer un guide de coupe destiné à repositionner et à fixer les fragments d’os en tenant compte de l’anatomie du patient. La réduction du temps de l’opération est l’un des principaux avantages offerts par ces outils.

Matérialise va plus loin en expliquant qu’en plus de ces outils, des étiquettes stérilisables permettant d’identifier les vaisseaux sanguins et les nerfs ont été imprimées en 3D. Il en est de même de l’impression des attelles ayant pour but d’améliorer la position de la main du donneur pendant la phase de régénération des tissus.

Bryan Crutchfield est vice-président et directeur général de Matérialise. Dans une sortie, ce dernier reconnaît que « La planification basée sur l’imagerie médicale et l’impression 3D ont complètement révolutionné les soins personnalisés aux patients en fournissant aux chirurgiens des informations détaillées et un niveau de confiance supplémentaire avant d’entrer dans la salle d’opération. »

La montée en puissance de l’impression 3D en médecine régénérative

Selon les experts, la nécessité de combiner les avancées de la bio impression 3D et ceux de la médecine régénérative est désormais une certitude. Pour eux, cette association facilite la reproduction de tissus d’organes humains et le traitement des pathologies rebelles. En dehors des entreprises spécialisées en technologie médicale, la liste des fabricants d’outils 3D à usage médical commence à s’agrandir.

Parmi les débutants dans ce domaine, 3D System fait figure d’épouvantail. Son entrée en médecine régénérative et en fourniture de solution de bio impression date de quelques années seulement. Mais déjà, l’on compte quelques réalisations à l’actif de cette jeune entreprise.

En collaboration avec United Therapeutics Corporation et Lung Biotechnology PBC, 3D System a par exemple développé des systèmes d’impression 3D permettant de réaliser les échafaudages d’organes solides. Grâce à ce travail, l’entreprise a désormais une meilleure vue d’ensemble sur le vaste champ d’investissement, de développement et de commercialisation de solutions d’impression 3D destinées à la médecine régénérative.

Chuck Hull est le cofondateur, le vice-président exécutif et le directeur de la technologie chez 3D System. Dans un entretien à la presse, ce dernier explique : « Au cours des dernières années, avec l’évolution de la bio-impression et de la médecine régénérative, nous avons constaté un besoin croissant de placer des cellules à haute résolution dans une matrice nourricière pour produire des tissus complexes. »

Une expertise multisectorielle au service de la médecine régénérative

L’association entre 3D System, fabricant de matériels, de logiciels et de matériaux et United Therapeutics, entreprise spécialisée en médecine régénérative, répond à un besoin essentiel. Il s’agit de mettre en place une plateforme d’impression 3D destinée à imprimer les échafaudages pulmonaires. Produire une impression pleine grandeur, rapide, vascularisée et de très petite taille est un autre défi à relever par ce groupement d’entreprises.

À l’état actuel de leur collaboration, le bilan est largement positif. On leur doit par exemple les projets réalisés dans la modélisation des poumons, la production en 3D de tissus pulmonaires sans oublier la mise au point de matériaux qui utilisent un rhcollagène unique. En outre, ils ont pu développer des biomatériaux destinés à être utilisés dans des bio imprimantes 3D. La finalité étant de fabriquer des poumons en 3D et de guérir certaines maladies.

Le secret de la réussite de 3D System, c’est sa capacité à développer sa technologie avec une grande rapidité. Ces innovations permettent de faire progresser les efforts des chercheurs en matière de bio impression appliquée à la médecine régénérative. Et, dire que ces applications sont appelées à perdurer en fournissant des tissus dans l’ensemble du corps humain n’est pas un vœu pieux.

Jeffrey Graves est le président et directeur général de 3D System. Selon cet expert, « Les progrès réalisés par Chuck Hull et son équipe au cours des trois dernières années, en collaboration avec l’équipe de United Therapeutics, ont été absolument remarquables. Grâce à des développements uniques en matière de nouveaux matériels d’impression, de logiciels et de technologie des biomatériaux, ils ont jeté les bases nécessaires à une commercialisation accélérée de la bio-impression chez 3D System. »