{{{sourceTextContent.title}}}

INTERVIEW. La nouvelle imprimante d'anatomie numérique J750 de Stratasys

{{{sourceTextContent.subTitle}}}

Stratasys présentera en première mondiale sa nouvelle imprimante d'anatomie numérique J750 au salon Medica/COMPAMED en novembre à Düsseldorf

{{{sourceTextContent.description}}}

Il s'agit de la première imprimante 3D Stratasys spécialement conçue pour le secteur médical. Grâce au lancement conjoint de trois nouveaux matériaux, il sera possible de produire des modèles vasculaires et cardiovasculaires ultra-réalistes et fonctionnels qui serviront à former les chirurgiens et à vérifier de nouveaux dispositifs médicaux. Ces modèles imprimés, nous a expliqué Arnaud Toutain, directeur médical chez Stratasys EMEA, présentent de nombreux avantages par rapport aux modèles traditionnels comme les animaux, les cadavres ou les mannequins en silicone

MedicalExpo e-magazine : Qu'est-ce qui a donné l'idée de cette nouvelle imprimante 3D spécialement conçue pour le secteur médical ?

Arnaud Toutain : Nous avons commencé sur le marché médical il y a quelques années, mais pas directement. Nous étions présents sur différents marchés, dont l'aérospatiale et l'aéronautique, et nous avions des imprimantes conçues pour ces marchés, puis nous nous sommes rendu compte qu'elles pouvaient aussi très bien être utilisées sur le marché médical. Mais au début, ils n'étaient pas conçus pour le marché médical. C'est le cas, par exemple, de nos imprimantes 3D PolyJet série J (voir notre article) qui nous permettent de réaliser des modèles visuels assez avancés avec couleurs, transparence, dureté, douceur, etc. Avec l'imprimante d'anatomie numérique J750, nous avons la toute première machine conçue à partir de zéro pour répondre aux spécifications du marché médical. Cela répondait à un besoin sur le marché de la simulation en particulier.

Avec cette nouvelle machine, nous voulions apporter toute une brique fonctionnelle afin d'obtenir des résultats de simulation aussi proches que possible de ce que nous obtiendrions si nous nous entraînions sur un humain."

ME e-mag : Quelle est l'innovation majeure de cette imprimante ?

Arnaud Toutain : Jusqu'à présent, nous utilisions des imprimantes qui permettaient de réaliser des modèles visuels, avec de belles couleurs et de la transparence pour voir, par exemple, une tumeur dans un rein et comment elle interagissait avec différents vaisseaux sanguins. Mais il ne s'agissait pas de modèles fonctionnels, c'est-à-dire que si vous vouliez vous entraîner sur un modèle rénal avec une tumeur, vous étiez en présence de matériaux durs et vous ne pouviez pas simuler directement l'intervention. Pour certaines applications, nous nous rapprochions déjà un peu plus de la simulation grâce à nos matériaux mous qui nous permettaient de fabriquer des navires et de nous entraîner sur ceux-ci. Il était fonctionnel, mais il n'était pas conçu pour être proche des caractéristiques des tissus humains. Nous pourrions donc avoir une différence dans la réponse mécanique de ces matériaux qui ne correspondrait pas exactement à celle des tissus humains. Avec cette nouvelle machine, nous voulions apporter tout un composant fonctionnel afin d'obtenir des résultats de simulation aussi proches que possible de ce que nous obtiendrions si nous étions formés sur un humain.

ME e-mag : Vous avez donc conçu de nouveaux matériaux ?

Arnaud Toutain : Oui, pour y parvenir, nous avons sorti trois nouveaux matériaux qui ne seront disponibles que sur ce type de machine. Le premier - TissueMatrix™ - est ce que nous utiliserons d'abord pour tout ce qui est vasculaire et cardiaque ; ensuite, le BoneMatrix™ sera utilisé pour toutes les applications osseuses ; enfin, le GelMatrix™ sera utilisé comme premier support matériel. N'oubliez pas qu'en impression 3D, vous avez besoin d'un support car vous ne pouvez pas imprimer sous vide. Elle est ensuite retirée. Jusqu'à présent, nous avions un matériau de support que nous retirions avec un jet haute pression, mais cette technique pourrait poser problème si nous imprimons des vaisseaux sanguins, par exemple, car le jet pourrait faire éclater le modèle. Ce nouveau matériau de support est à la fois beaucoup plus fluide et plus résistant. Il nous permet de retirer le support beaucoup plus facilement sur les modèles vasculaires longs et de réduire les diamètres internes de l'ordre de 1 mm sans fendre le modèle. C'est vraiment quelque chose que nous ne pouvions pas faire avant. Nous utilisons une autre technique : un système de nettoyage appelé Blood Vessel Cleaning Station qui permet de nettoyer le matériel de support à l'intérieur des vaisseaux sanguins imprimés en 3D sans avoir besoin d'intervention humaine.

La première et principale application est la formation directe des chirurgiens pour les empêcher de s'entraîner sur un patient, un cadavre ou un animal. Cela supprime toutes les contraintes des modèles traditionnels."

MedicalExpo e-magazine : Cette nouvelle imprimante utilisera-t-elle également le matériel que vous possédez déjà ?

Arnaud Toutain : Oui, notre technologie Polyjet, qui existe depuis un certain temps, nous permet d'imprimer jusqu'à six matériaux à la fois, ainsi que de créer des matériaux numériques. C'est-à-dire qu'à partir des matériaux de base, nous pourrons créer de nouveaux matériaux, un peu comme avec une imprimante 2D quand on mélange du cyan avec du magenta pour obtenir une autre couleur. Par exemple, nous prendrons notre matériau le plus dur et notre matériau le plus mou et en les mélangeant dans des proportions différentes, nous obtiendrons des duretés différentes. C'est ce que fait notre technologie PolyJet. Avec cette nouvelle imprimante, nous pouvons maintenant utiliser tous les matériaux qui existent déjà et ajouter les trois nouveaux matériaux. A partir de cela, nous pouvons créer différents mélanges, tant dans la proportion des matériaux que dans la structure d'impression au niveau microscopique. Nous n'allons pas imprimer quelque chose de plat, nous allons faire des microstructures pour obtenir de nombreux comportements différents à la fin. Toute notre technologie est basée sur cela.

ME e-mag : Que pouvez-vous imprimer avec cette nouvelle imprimante ?

Arnaud Toutain : L'esprit de cette imprimante est qu'elle évolue. Nous émergerons ainsi progressivement des "blocs de construction" qui représentent les grandes familles anatomiques. Pour l'instant, nous allons travailler sur les aspects vasculaires et cardiovasculaires, c'est ce qui est en cours de développement pour la sortie de la machine. Ensuite, nous avons une feuille de route sur les nouveaux éléments constitutifs qui seront publiés au fil du temps. Le prochain sera la colonne vertébrale, puis nous ajouterons les éléments gastro-intestinaux, puis les tissus mous, etc. C'est dans ce sens que l'on peut dire que c'est une machine en évolution. Nous ne créerons probablement pas de nouveaux matériaux pour ces prochains blocs de construction, mais d'un autre côté, nous créerons de nouveaux matériaux numériques, de nouveaux mélanges pour obtenir ce que nous voulons.

ME e-mag : Quelles sont les principales applications de cette nouvelle imprimante ?

Arnaud Toutain : La première et principale application est la formation directe des chirurgiens afin qu'ils n'aient pas à s'entraîner sur un patient, un cadavre ou un animal. Cela supprime toutes les contraintes des modèles traditionnels (voir question suivante). Elle peut également être utilisée pour la planification des opérations comme nos autres imprimantes PolyJet, mais la spécificité de cette imprimante est principalement pour la formation.

Il peut également être utilisé pour tous les aspects du développement d'un produit afin de vérifier le comportement d'un dispositif médical dans des conditions quasi réelles avant sa mise sur le marché. Prenons un exemple : si un fabricant d'instruments médicaux développe un stent pour des applications cardiovasculaires, il peut imprimer des modèles vasculaires pour tester son instrument médical dès le début. Il peut être testé beaucoup plus souvent que si un animal était utilisé et il est beaucoup moins restrictif. Et en testant l'appareil beaucoup plus souvent, l'entreprise peut à la fois accélérer le délai de mise sur le marché et potentiellement avoir un appareil plus optimisé.

Il peut également être utilisé pour tous les aspects du développement d'un produit afin de vérifier le comportement d'un dispositif médical dans des conditions quasi réelles avant sa mise sur le marché. Prenons un exemple : si un fabricant d'appareils médicaux développe un stent pour des applications cardiovasculaires, il peut imprimer des modèles vasculaires pour tester son appareil médical dès le début."

Enfin, une autre application est celle de Sales & Marketing car les modèles créés avec cette imprimante peuvent être présentés à des conférences pour attirer des chirurgiens qui peuvent même les tester sur place. Il est également possible de former les équipes commerciales d'une entreprise pour qu'elles puissent vendre des dispositifs médicaux en toute connaissance de cause.

ME e-mag : Quels sont les avantages de ces modèles par rapport aux modèles traditionnels comme les cadavres, les animaux ou les mannequins en silicone ?

Arnaud Toutain : Tous ces modèles traditionnels ont leurs limites. Un cadavre, par exemple, ne contient pas de tissu vivant, c'est un tissu sec, qui n'est plus irrigué et ne possède plus la biomécanique d'un être vivant. De plus, nous n'avons pas toujours la pathologie que nous recherchons. Si vous essayez de placer une endoprothèse sur un anévrisme, vous devez trouver un corps qui a un anévrisme. L'imprimante 3D vous permet de personnaliser comme vous le souhaitez : si vous voulez cette pathologie vous pouvez l'imprimer. Sur un cadavre, ou même sur un animal, on peut créer ces pathologies mais elles ne correspondront jamais exactement à une pathologie telle qu'elle évoluerait si elle s'était produite naturellement, ce qui entraîne des coûts supplémentaires car quelqu'un doit créer cette pathologie

Les modèles en silicone ont aussi des limites parce qu'ils sont souvent achetés à partir de catalogues, de sorte qu'il y a déjà un délai de plusieurs semaines pour les obtenir. De plus, nous n'avons accès qu'à ce qui est disponible dans le catalogue, donc si nous recherchons une application très spécifique avec une pathologie étrange, il y aura moins de chances de la trouver. L'autre chose est que le silicone ne reproduit pas les caractéristiques mécaniques de l'anatomie humaine. Cependant, les modèles en silicone ont l'avantage de pouvoir être réutilisés une centaine de fois sans les endommager. Mais ce n'est pas vraiment réaliste non plus parce qu'on ne peut pas opérer un vrai tissu humain cent fois sans l'endommager. Nos modèles sont un peu plus destructibles que les modèles en silicone mais en même temps, le corps humain est aussi destructible...

En ce qui concerne les animaux, pour des raisons éthiques, ils sont de moins en moins utilisés. De plus, les animaux ne fonctionnent pas exactement de la même manière que les humains et là encore, nous ne trouvons pas nécessairement la pathologie que nous recherchons. Nos modèles 3D peuvent être plus chers qu'un cochon, par exemple, mais si vous considérez que nous devons louer un environnement spécial ainsi que les services d'un anesthésiste pour anesthésier le cochon, en termes de tous les coûts inclus, nos modèles seront moins chers qu'une solution animale. De même, si vous testez un dispositif médical sur un porc et que le lendemain vous testez le même dispositif sur un autre porc, vous pouvez obtenir des résultats différents et vous n'avez aucun moyen de savoir s'il provient du dispositif ou du fait que ce n'était pas le même porc. Avec nos modèles, puisqu'ils sont reproductibles et toujours exactement les mêmes, nous éliminons tous les biais et incertitudes dus aux différentes anatomies.

ME e-mag : Combien coûtent en moyenne vos modèles imprimés en 3D avec cette imprimante ?

Arnaud Toutain : Tout dépend du volume et du modèle lui-même. Si nous imprimons un petit modèle vasculaire, cela peut coûter jusqu'à 100 €.

ME e-mag : Combien de temps faut-il pour obtenir un de ces modèles 3D ?

Arnaud Toutain : C'est rapide, la production elle-même est de 10 à 20 heures maximum pour les très grands modèles. Il faut également le même temps à notre imprimante pour imprimer un ou cinq modèles, car la tête d'impression numérisera le bac quoi qu'il arrive. Ce qui peut prendre du temps, c'est toute la chaîne numérique, c'est-à-dire la conception du modèle.

{{medias[34317].title}}

{{medias[34317].description}}