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#Actualités du secteur
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Quand l'articulation de la hanche sort de l'imprimante
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Il est question de prothèses dentaires high-tech, de prothèses qui détectent de manière autonome les réactions inflammatoires dans le corps, ou de sièges adaptés individuellement pour les fauteuils roulants. Un centre germano-polonais Fraunhofer-Gesellschaft de haute performance recherche de nouvelles technologies pour l'utilisation des processus d'impression 3D, connus sous le nom de technologie de fabrication additive, dans la technologie médicale.
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Pour Fraunhofer-Gesellschaft, il s'agit de l'un des deux centres internationaux de haute performance lancés en mars, qui sont explicitement dédiés à la coopération inter-organisationnelle. Du côté allemand, le Fraunhofer Institute for Material and Beam Technology IWS à Dresde et le Fraunhofer Institute for Machine Tools and Forming Technology IWU à Chemnitz sont impliqués dans le centre "Additive Technologies for Medicine and Health" (ATeM). Ils coopèrent avec la faculté d'ingénierie mécanique et le Centre des technologies de fabrication avancées (CAMT) de l'université des sciences et technologies de Wroclaw. Le ministère fédéral allemand de l'éducation et de la recherche apporte un soutien financier au projet.
Les technologies additives offrent des possibilités intéressantes, notamment pour les fabricants du secteur des technologies médicales. L'impression 3D permet de trouver des solutions individuelles adaptées au patient et d'intégrer des propriétés et des fonctionnalités nouvelles et améliorées dans les composants. En général, cette méthode est non seulement plus rentable que les processus conventionnels, mais elle permet également de proposer de nouvelles thérapies et approches thérapeutiques. Le centre de haute performance ATeM, fondé en 2021, vise à faire de la fabrication additive un outil standard établi dans la technologie médicale dans les années à venir. À la fin de cette année, les partenaires du projet prévoient de présenter leurs premiers démonstrateurs.
Les scientifiques étudient actuellement de nouveaux domaines d'application dans le cadre de plusieurs projets individuels. L'un d'eux se concentre sur les perspectives de l'impression 3D en dentisterie. "Il existe un grand potentiel dans l'utilisation de matériaux innovants et l'intégration de fonctionnalités supplémentaires dans les prothèses dentaires afin d'améliorer le confort du patient", explique le professeur Frank Brückner, responsable du domaine technologique de la fabrication additive et de l'impression au Fraunhofer IWS. La fabrication additive pourrait permettre d'imprimer des implants beaucoup plus complexes immédiatement après un scan 3D de la cavité buccale, réduisant ainsi les temps d'attente. Les procédés additifs pourraient également être utilisés, par exemple, pour combiner des matériaux métalliques et plastiques afin d'améliorer l'esthétique.
Un autre scénario d'application porte sur les améliorations fonctionnelles, comme l'intégration directe de capteurs dans les composants médicaux. Des capteurs sensibles dans des articulations du genou ou de la hanche fabriquées de manière additive pourraient détecter des réactions inflammatoires après une opération en réagissant à des températures plus élevées ou à des biomarqueurs modifiés. À l'avenir, des systèmes de laboratoire sur puce seront également imprimés, ce qui permettra de simuler les fonctions et les processus organiques du corps humain sur une puce. Ainsi, il pourrait devenir possible d'étudier des produits pharmaceutiques sans avoir recours aux tests sur les animaux.
Dans le cadre de deux projets dirigés par Fraunhofer IWU, les scientifiques étudient actuellement comment imprimer des structures 3D renforcées par des fibres. "Lothar Kroll, directeur scientifique des technologies légères et textiles au Fraunhofer IWU, explique : "Nous pouvons obtenir un produit adapté aux charges, mais aussi très léger, en utilisant des fibres renforcées que nous introduisons directement dans la matrice plastique. Cette technique pourrait, par exemple, être utilisée pour imprimer des implants crâniens à l'aide du polyétheréthercétone (PEEK), un thermoplastique biocompatible. Les chercheurs travaillent aussi actuellement sur des sièges adaptés individuellement pour les fauteuils roulants et sur des orthèses à haute résistance.
Un centre de projet Fraunhofer géré par Fraunhofer IWS et le CAMT de TU Wroclaw a été créé en 2008. "Nous sommes heureux qu'avec le nouveau centre de haute performance, nous puissions étendre les effets de synergie de cette collaboration fructueuse", a déclaré le professeur Edward Chlebus, ancien doyen de la faculté de génie mécanique de l'université de Wroclaw. Le modèle des centres de haute performance, qui a déjà été testé pendant de nombreuses années en Allemagne par la Fraunhofer-Gesellschaft, est fortement axé sur le transfert de connaissances et la coopération industrielle. Aujourd'hui, il donne également un élan transorganisationnel important pour renforcer l'économie européenne.
"Tous les partenaires sont des experts dans le domaine de la fabrication additive", souligne Robin Willner, scientifique au Fraunhofer IWS et chef de bureau du centre de haute performance germano-polonais. Il ajoute que la TU Wroclaw entretient des liens très étroits avec la faculté de médecine de cette ville. "Ensemble, nous avons maintenant un excellent aperçu des domaines où les besoins existent, où les solutions n'ont pas encore été trouvées et où les technologies additives pourraient créer de la valeur ajoutée dans les secteurs de la médecine et des soins de santé."
Dès la fin du troisième trimestre 2021, les participants au projet prévoient de présenter les premiers démonstrateurs des différents projets. Cette mise en œuvre rapide est possible parce que les institutions partenaires ont déjà créé des bases essentielles pour la recherche actuelle lors d'études préliminaires dans le passé. Les idées de nouveaux produits médicaux et de nouvelles thérapies devraient profiter aux patients dans un avenir proche grâce à des collaborations industrielles et à d'éventuelles retombées.