Une brève histoire de l'impression 3D en médecine

L'impression 3D a été lancée par Charles W. "Chuck" Hull, qui a eu l'idée d'utiliser un logiciel de conception assistée par ordinateur pour créer des objets en trois dimensions. Hull a construit une machine qui utilisait un laser UV pour graver des couches d'acrylique dans des formes avant d'empiler les couches pour construire des objets. Il fait breveter « l'appareil de production d'objets tridimensionnels par stéréolithographie » en 1984, marquant la naissance de l'impression 3D.

Au cours des trois décennies qui ont suivi, l'impression 3D a trouvé des applications dans tous les secteurs, y compris la santé. À mesure que l'impression 3D devient plus avancée et plus accessible économiquement, ses applications médicales continuent de s'élargir. L'impression 3D peut même être créditée de certaines des avancées récentes les plus impressionnantes de la médecine, notamment des tissus vasculaires, des prothèses et des os imprimés en 3D, ainsi qu'une multitude de dispositifs médicaux, notamment des guides chirurgicaux, des stimulateurs cardiaques, etc.

Comment l'impression 3D a contribué à transformer les soins de santé

Le secteur de la santé a été l'un des premiers à adopter la technologie d'impression 3D. Dès la fin des années 1990 et au début des années 2000, l'impression 3D était utilisée pour produire des implants dentaires et des prothèses personnalisées, surprenant même Charles Hull, qui a admis n'avoir jamais anticipé l'effet de l'impression 3D sur la médecine. Depuis lors, les applications médicales de la technologie ont considérablement évolué, en particulier au cours de la dernière demi-décennie.

Parce que l'impression 3D est agile, permettant des itérations et des modifications rapides, elle est particulièrement adaptée aux produits comme les prothèses et les implants dentaires, qui exigent à la fois une personnalisation élevée et une production à faible volume. Par exemple, Coapt, une société basée à Chicago qui produit des systèmes de reconnaissance de formes myoélectriques pour les prothèses des membres supérieurs, utilise la technologie de fabrication additive pour construire des bras prothétiques entièrement réactifs, adaptés à la biologie de chaque patient.

L'impression 3D offre également le potentiel de transformer d'autres domaines de la médecine, en particulier l'orthopédie. Grâce à l'impression 3D, les chirurgiens orthopédistes sont en mesure de créer des structures qui imitent parfaitement la biologie d'un patient, ce qui pourrait un jour aider à éliminer l'inconfort et la dégradation associés aux implants osseux artificiels "taille unique". Bien que les os imprimés en 3D ne soient pas couramment utilisés en clinique, le succès de plusieurs implants qui ont fait la une des journaux a démontré les progrès et les promesses de la technologie.

Où allons-nous :les biomatériaux imprimés en 3D

Alors que les biodispositifs imprimés en 3D tels que les prothèses et les os ont été essayés, testés et mis en pratique, la prochaine frontière de l'impression 3D médicale, les dispositifs mimétiques organiques, reste à l'horizon. Au début des années 2000, une équipe de chercheurs du Boston Children's Hospital a construit avec succès des vessies de remplacement en collagène et en polymère synthétique à la main en utilisant une méthode de construction appelée "échafaudage". Ils ont superposé les échafaudages avec des cellules des patients de l'essai, leur permettant de se développer en organes fonctionnels. Sept ans après l'implantation des organes, tous les patients de l'essai sont restés en bonne santé.

Malheureusement, la construction d'orgues de cette manière est non seulement incroyablement coûteuse, mais aussi extrêmement chronophage. À la recherche d'un moyen moins chronophage et plus facilement reproductible de produire des organes synthétiques, un chercheur du nom de Dr Anthony Atala a fondé le Wake Forest Institute for Regenerative Medicine (WFIRM) en 2004. Peu de temps après, les chercheurs du WFIRM ont commencé à expérimenter l'impression 3D d'humains synthétiques. organes, développant éventuellement des machines capables d'imprimer de manière cohérente des organes et des tissus à utiliser dans des essais cliniques.

Cependant, malgré le succès relatif des os synthétiques, les organes imprimés en 3D restent loin d'être prêts pour une utilisation clinique. L'écart entre les organes synthétiques expérimentaux et ceux cliniquement viables peut se situer au niveau cellulaire; c'est pourquoi les chercheurs tentent d'appliquer l'impression 3D aux cellules vivantes, en reproduisant les tissus humains. En 2019, une équipe de chercheurs brésiliens a réussi à bio-imprimer des "organoïdes" qui remplissent toutes les fonctions du foie humain, y compris la construction de protéines, le stockage de vitamines et la sécrétion de bile.

Ces foies miniatures ne sont pas encore prêts pour la transplantation, mais de nombreux experts pensent que, dès que nous pourrons répliquer avec succès des tissus humains via l'impression 3D, la voie vers la création d'organes humains pleinement fonctionnels sera dégagée - et la médecine sera changée à jamais.

L'avenir de l'impression 3D médicale

Il est difficile d'exagérer le potentiel de l'impression 3D pour transformer les soins de santé. Alors que la technologie de fabrication additive devient plus accessible et plus abordable, une innovation médicale significative semble plus réalisable que jamais - et il est de plus en plus clair que les services d'impression 3D joueront un rôle important dans la révolution de la médecine au cours de la prochaine décennie et au-delà.

Amorcée pour la fabrication à la demande, l'impression 3D permet aux chercheurs médicaux de créer de petits volumes de pièces pour des applications de niche et de pivoter rapidement lorsque de nouveaux besoins apparaissent, comme dans le cas de la pandémie de COVID-19.

Cependant, exploiter la technologie d'impression 3D - choisir les bons matériaux, les processus les plus efficaces et les meilleurs flux de travail - peut être difficile. En vous associant aux experts de Fast Radius, vous pouvez être tranquille en sachant que nous travaillerons avec vous à chaque phase des processus de conception, de prototypage, de production et d'exécution. Nous veillerons à ce que chaque conception soit optimisée pour la fabrication et à ce que votre choix de matériaux et de méthode de production corresponde à vos exigences spécifiques. Prêt à commencer? Contactez-nous dès aujourd'hui.