L'impression 3D dans les prothèses : révolutionner la conception, les avantages et les innovations matérielles

L'impression 3D de prothèses est l'utilisation d'imprimantes 3D pour concevoir et créer des parties corporelles artificielles et portables telles que jambes, mains et bras. C'est une méthode relativement nouvelle comparée à la méthode de production traditionnelle. Les matériaux utilisés pour créer des prothèses imprimées en 3D sont accessibles et légers, rendant le processus adapté à la production de prothèses et fournissant une alternative favorable pour les patients du monde entier.

Cet article discutera davantage de l'impression 3D dans les prothèses, comment elle est utilisée, son histoire, son coût et ses avantages.

Qu'est-ce que l'impression 3D dans les prothèses ?

L'impression 3D de prothèses est l'utilisation de technologies de fabrication additive plutôt que de méthodes de fabrication soustractive traditionnelles pour créer des parties corporelles artificielles. Ces parties corporelles peuvent avoir été perdues par des événements traumatiques ou des troubles congénitaux (présents à la naissance). Dans certains cas, une chirurgie d'amputation peut être nécessaire quand le membre ou les membres d'une victime sont sévèrement affectés par une maladie qui mène à son atrophie et décomposition (gangrène). Dans tous les cas, les prothèses imprimées en 3D servent de remplacement pour les membres manquants.

Pour plus d'informations, consultez notre guide sur l'impression 3D.

Comment l'impression 3D est-elle utilisée dans les prothèses ?

L'impression 3D s'est avérée utile pour créer des prothèses pour plusieurs raisons. L'utilisation de l'impression 3D pour fabriquer des prothèses mène à une réduction considérable du temps de fabrication, du coût et du poids des prothèses. Les prothèses produites par méthodes traditionnelles nécessitent des procédures strictes et sont coûteuses. Un bras prothétique coûte généralement plus de 2 000 $, et l'amputé peut devoir attendre de longues périodes (entre 3 à 6 semaines) pour que la production et la livraison aient lieu. L'impression 3D de prothèses, d'autre part, est abordable, a un délai court, et les matériaux requis sont facilement disponibles. Un bras imprimé en 3D peut coûter 395 $ et être produit en une journée.

Quand la première prothèse imprimée en 3D a-t-elle été créée ?

Des efforts ont été faits par des scientifiques et médecins pour créer des prothèses imprimées en 3D de 1990 à 1999. Il y a eu une percée car leur recherche a vu la création des premiers implants dentaires et organes imprimés en 3D. Cependant, les bras, doigts, mains ou jambes prothétiques imprimés en 3D étaient encore un sujet d'exploration. Finalement, en 2011, un prototype de main prothétique imprimée en 3D a été créé.

Qui a créé les premières prothèses imprimées en 3D ?

L'artiste américain Ivan Owen a créé la première prothèse imprimée en 3D en 2011. Une prothèse imprimée en 3D n'était pas sa première création — c'était une main mécanique. Il l'a créée pour une convention steampunk et a posté une vidéo en ligne du processus de fabrication. Après une autre collaboration avec un charpentier amputé, le projet a attiré l'attention d'une mère. Son fils avait besoin d'une main artificielle, et les prothèses étaient alors chères. Owen a appris son cas et a demandé à une entreprise de fabrication d'imprimantes 3D de donner deux imprimantes 3D. Sa demande a été acceptée et il a créé la première main prothétique imprimée en 3D. Le problème du fils qui grandirait plus vite que la prothèse n'était pas un gros problème car la main imprimée permet l'évolutivité.

Quelles sont les prothèses imprimées en 3D les plus courantes ?

Les prothèses imprimées en 3D les plus courantes sont :

1. Main prothétique imprimée en 3D : Les mains prothétiques sont faites pour les personnes qui ont subi la perte d'un membre à partir du poignet. E-nable prosthetics, une association qui supervise un réseau de fabricants, passionnés ou humanitaires, créent différents modèles 3D de mains prothétiques. Certains de ces modèles sont imprimés et donnés à des centaines de personnes à travers le monde.
2. Bras prothétique imprimé en 3D : Les bras prothétiques peuvent être une combinaison d'une main et d'un avant-bras, ou d'une main, bras et avant-bras. Hero prosthetics sont reconnus comme le premier bras prothétique imprimé en 3D cliniquement approuvé. Parmi ses fonctionnalités : high five, saisir, pouce en l'air, et pitch. Il est esthétiquement plaisant et adoré surtout par les enfants à cause de la variété de figurines d'action super-héros qu'il représente. La fonctionnalité myoélectrique permet à l'utilisateur d'avoir un certain niveau de contrôle sur son bras prothétique imprimé en 3D.
3. Pied prothétique imprimé en 3D : Les pieds prothétiques permettent aux utilisateurs de marcher. Ceux-ci sont généralement faits avec soit des configurations de talon élastique, soit des talons à cheville solide amortis (SACH). Upya par Exoneo est un pied prothétique abordable, dynamique et entièrement biomécanique qui copie l'anatomie réelle des orteils, cheville et talon. Cela permet aux utilisateurs de ressentir la même sensation qu'un pied naturel.

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Est-il sûr d'utiliser des prothèses imprimées en 3D ?

Oui, il est sûr d'utiliser des prothèses imprimées en 3D, si les bonnes spécifications et la qualité du produit sont respectées. La résistance et la qualité des matériaux utilisés dans le processus de construction seront la base pour mesurer la sécurité des prothèses imprimées en 3D. Des matériaux incorrects cassent généralement facilement à cause de leur incapacité à supporter ou soutenir le poids de l'utilisateur.

Quels sont les avantages des prothèses imprimées en 3D ?

L'impression 3D de prothèses offre de nombreux avantages comparé à son homologue conventionnel. Un avantage principal est l'option d'échelle et d'alignement des modèles imprimés en 3D. Un autre est l'efficacité en coût et temps qu'elle offre ainsi que la disponibilité des matériaux.

Quels sont les matériaux utilisés dans les prothèses imprimées en 3D ?

Les matériaux utilisés dans les prothèses imprimées en 3D sont ceux qui sont durables et légers comme le plastique. Comme avantage supplémentaire, la structure interne comprend des matériaux légers : fibre de carbone, titane ou aluminium. Le poids d'une prothèse artificielle dépendra généralement du type de prothèse et du matériau constitutif. Une prothèse imprimée en 3D au-dessus du genou pèse environ 1,54 kg, tandis que son homologue traditionnel fait en moyenne 3,62 kg.

Combien de temps durent les prothèses imprimées en 3D ?

Une prothèse qui a été correctement fabriquée durera environ 3 à 5 ans. Un enfant qui grandit vite, cependant, nécessitera des remplacements de temps en temps. C'est parce que la partie du corps à laquelle l'article s'attache aura grandi plus que la prothèse imprimée en 3D.

Les prothèses imprimées en 3D sont-elles chères ?

Non, les prothèses imprimées en 3D ne sont pas chères — surtout comparées aux prothèses traditionnelles. Vous pouvez obtenir une prothèse imprimée en 3D fonctionnelle pour 395 $. Les types conventionnels sont généralement vendus pour des milliers de dollars.

Combien coûtent les prothèses imprimées en 3D ?

Les prothèses imprimées en 3D sont généralement rentables mais certains designs haut de gamme sont chers. Le bras prothétique Hero imprimé en 3D, créé par Open Bionics, par exemple, a une fourchette de prix de 10 000 $ à 20 000 $. Il est toutefois quelque peu moins cher que le bras prothétique bionique conventionnel. Certaines organisations caritatives, comme Kinetic — fondée par Mat Bowtell, et Free 3D Hands — ont distribué gratuitement des bras prothétiques imprimés en 3D à beaucoup. Elles ont aussi créé des manuels d'assemblage pour ceux qui souhaitent créer leurs propres prothèses à la maison.

Un marché en ligne notable pour l'achat de prothèses imprimées en 3D est Indiamart.

Quel est l'avenir des prothèses imprimées en 3D ?

Les prothèses imprimées en 3D sont encore à leur stade naissant mais ont un grand potentiel. Cependant, il peut être erroné de supposer que la technologie remplacera complètement son homologue traditionnel. De plus, un facteur majeur à considérer est son acceptation dans l'industrie médicale. Le premier bras bionique imprimé en 3D est cliniquement approuvé ; ainsi, quand les autorités réglementaires montrent de l'intérêt et donnent leur approbation, l'impression 3D de prothèses deviendra plus ancrée dans la société.

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