Les 5 tendances qui accélèrent la croissance dans la fabrication de dispositifs médicaux

Alors que la fabrication d'implants médicaux est promise à une croissance significative grâce à l'amélioration continue des techniques et des matériaux, quelles sont les principales tendances et évolutions du secteur que les entreprises doivent connaître ?

Le secteur de la santé est en plein essor. Selon les Nations Unies, le pourcentage de personnes âgées de 65 ans et plus augmente plus rapidement que tous les autres groupes d'âge. Comme le souligne le géant multinational des produits médicaux Johnson & Johnson : « Les personnes de plus de 65 ans utilisent environ sept fois plus de produits et services liés à la santé que les personnes plus jeunes. »

Mais la technologie médicale s'améliore également, stimulant davantage cette croissance. En 2017, SmarTech Publishing prévoyait que près de 3,2 millions d'implants imprimés en 3D seraient utilisés d'ici 2026, soit une augmentation près de dix fois supérieure. Peu après, Forbes qualifiait les dispositifs médicaux de marché disruptif qui devrait atteindre 410 milliards de dollars dans quelques années. Un article récent du blog de l'École des sciences infirmières de l'Université Duquesne citait les kits de séquençage génomique et les dispositifs portables dotés d'intelligence artificielle comme tendances majeures du secteur.

Que signifie tout cela pour les fabricants ? Si votre atelier surfe sur la vague médicale, les opportunités sont nombreuses. Sinon, il est peut-être temps de chercher un moyen d'embarquer.

Bien que la liste soit loin d'être exhaustive et les opportunités abondantes, voici cinq tendances de la fabrication médicale à surveiller, ainsi que quelques recommandations sur ce qu'il faut pour concurrencer dans ce secteur très lucratif mais exigeant :

1. Surveillance à distance

Si vous avez déjà eu une prothèse de genou ou de hanche, vous savez que la route vers la guérison peut durer de nombreux mois, dont les premiers stades nécessitent des visites régulières chez un kinésithérapeute. C'est à la fois coûteux et chronophage, et depuis le début de la pandémie de COVID-19, cela est devenu risqué. Ne serait-il pas formidable s'il existait un dispositif portable à capteurs capable de reproduire le travail du kinésithérapeute, guidant le patient à travers des exercices d'amplitude de mouvement et communiquant les progrès au médecin, sans avoir à se rendre dans un établissement médical ? Voici un exemple de tel dispositif : une solution de surveillance des patients à distance basée sur le cloud, développée par DJO LLC, fabricant de dispositifs médicaux basé à Lewisville, au Texas. Des solutions similaires existent pour les soins cardiaques, la santé diabétique, la surveillance de la maternité et bien plus encore.

2. Mécanismes mécano-biologiques

Encore une fois pour les prothèses de genou et de hanche, il semble que plus n'est pas toujours mieux. Après avoir étudié des décennies d'utilisation d'implants et appliqué l'analyse par éléments finis (AEF) à ce que certains appelleraient des composants orthopédiques « surdimensionnés », les chercheurs ont découvert que les os réagissent mieux lorsqu'ils sont soumis à des quantités appropriées de contrainte et de déformation pendant la phase d'ostéointégration, lorsque l'os et les tissus environnants se développent dans l'implant. Une entreprise qui exploite ce concept de « mécanisme mécano-biologique » est 4WEB Medical, qui a développé une technologie d'implant en treillis qui « peut stimuler une réponse ostéogénique pour faciliter la fusion ». Des travaux similaires sont menés sur les implants dentaires, où les surfaces des vis en titane sont chimiquement modifiées pour augmenter la stabilité et améliorer les résultats pour les patients. L'enseignement ? Les outils logiciels utilisés pour améliorer les performances des systèmes mécaniques sont désormais appliqués aux systèmes biologiques.

3. Impression de parties humaines

Bien sûr, nombre de ces pièces de rechange nouvelles et améliorées ne seraient pas possibles sans la fabrication additive, avec ou sans logiciel AEF. Grâce à la capacité de l'impression 3D par lit de poudre métallique à créer des structures poreuses imitant de près l'os humain, les implants fabriqués avec cette technologie sont beaucoup plus « ostéo-amicales », offrant une tenue bien supérieure à celle de leurs homologues conventionnels. Associée à la tomodensitométrie, cette technologie permet aux médecins d'imager des os usés ou cassés, puis de fabriquer des remplacements spécifiques au patient. Ils peuvent également scanner le crâne d'une victime d'accident et imprimer en 3D une pièce en titane ou en PEKK (polyéthercétonecétone) qui s'adapte parfaitement à la zone endommagée. Allant plus loin, les chercheurs ont imprimé les premiers remplacements de peau et de cartilage ; de nombreux experts prédisent que les organes et autres composants corporels complexes ne sont qu'à quelques années.

4. Robots en salle d'opération

Si vous avez subi une intervention chirurgicale ces dernières années, il est possible qu'un robot tenait les instruments. Pas d'inquiétude : un chirurgien compétent pilotait le robot dans ses mouvements complexes. Les robots chirurgicaux télécommandés sont non seulement plus précis que la main humaine, mais ils ont aussi une plus grande amplitude de mouvement et peuvent accéder à des zones plus petites. C'est pourquoi les procédures médicales assistées par robot sont en hausse, et les ventes de ces systèmes devraient atteindre 20 milliards de dollars d'ici 2023. La « réalité étendue », qui comprend la réalité augmentée, virtuelle et mixte, suit la même trajectoire. Goldman Sachs prévoit que 3,4 millions de médecins et de techniciens médicaux d'urgence seront formés sur des systèmes VR/AR ou les utiliseront pour traiter des patients d'ici 2025.

5. Synchronisation

Les fans de la série télévisée des années 1970 L'Homme qui valait trois milliards se souviennent peut-être que l'astronaute Steve Austin avait une force, une vitesse et une vision surhumaines grâce à ses remplacements de membres et d'yeux bioniques. Si Elon Musk a son mot à dire, cette technologie pourrait bientôt devenir réalité. Le fondateur de Neuralink, entreprise d'implants neuronaux, travaille sur des moyens de synchroniser le cerveau humain avec des dispositifs prothétiques, des ordinateurs et des machines pour permettre un contrôle par la pensée. Il n'est pas seul. Les membres du consortium BrainGate poursuivent leur propre interface cerveau-ordinateur (ICO) depuis près de 20 ans. De telles « neuroprothèses » pourraient permettre aux personnes souffrant de lésions de la moelle épinière, de la maladie de Charcot ou d'autres handicaps entraînant une perte de parole ou de mouvement de revivre une vie normale.

Faire progresser la technologie médicale

Il existe de nombreux autres exemples de technologies médicales avancées, disponibles dès maintenant ou dans le futur. Les jumeaux numériques de patients humains deviendront bientôt courants, offrant aux praticiens de meilleures données et capacités de prise de décision. C'est particulièrement vrai compte tenu de l'utilisation accrue des dispositifs portables et des systèmes de surveillance à distance, conjuguée aux réseaux 5G qui étendront la portée médicale dans les zones reculées. Comme suggéré plus haut, la génomique jouera un rôle de premier plan dans la détection et le traitement des maladies, tout comme l'IA et l'apprentissage automatique aideront les médecins à surveiller de grandes populations, à identifier les tendances sanitaires et potentiellement à prévenir les épidémies.

Que vous soyez un fabricant cherchant à élargir votre base de clients ou un être humain en quête de soins de santé meilleurs et plus abordables, l'avenir s'annonce très prometteur.

Vous voulez devenir fabricant de dispositifs médicaux ?

Il y a beaucoup à considérer. Vous devrez apprendre les différences entre les dispositifs de classe I, II et III. La première présente le risque le plus faible pour les patients et couvre tout, des bassines aux bandages. La plus stricte — classe III — inclut les stimulateurs cardiaques, les stents et les implants orthopédiques. Selon la classe, la fabrication de l'un de ces dispositifs peut nécessiter l'approbation de la FDA et d'autres agences de réglementation, ainsi qu'une approbation préalable à la mise sur le marché. Si ce n'est pas déjà en place, vous devriez planifier la mise en œuvre d'un système de gestion de la qualité (SGQ) robuste. Cette brève explication n'est en aucun cas exhaustive. Commencez par consulter la réglementation FDA 21 CFR Part 820 pour la fabrication aux États-Unis, et la norme ISO 13485 pour les marchés mondiaux. Cet article de la FDA fournit de bonnes informations de base.

Vous aurez également besoin du bon équipement. Les centres d'usinage 5 axes et les tours CNC de type suisse sont courants dans la plupart des ateliers médicaux, mais cela dépend des types de pièces que vous prévoyez de fabriquer. Comme mentionné ailleurs, l'impression 3D a gagné une place importante dans cette industrie. L'investissement pour la fabrication additive de pièces polymères est bien inférieur à celui des imprimantes 3D à lit de poudre utilisées pour produire des implants métalliques.

En bref, la fabrication médicale n'est pas pour les cœurs fragiles ou les poches peu profondes, mais c'est certainement un secteur de marché important et en croissance.

Remerciements à Andy Christensen, stratège d'affaires pour les dispositifs médicaux chez Barnes Global Advisors, pour son aide sur cet article.

Quels conseils ou techniques pouvez-vous partager sur l'usinage médical ? Faites-le nous savoir dans les commentaires ci-dessous.