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L'utilisation des applications de fabrication additive est en hausse, la valeur du marché devrait passer de 6 milliards de dollars en 2017 à près de 26 milliards de dollars d'ici 2022. L'avantage de la fabrication additive vient de la création de structures complexes qui varient en complexité, en personnalisation, en légèreté, en résistance et en vitesse. Alors que la fabrication additive pour les dispositifs médicaux continue de prendre de l'ampleur, il y a cinq domaines principaux où nous voyons la plus grande opportunité de croissance de cette technologie en évolution.
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Voyons comment les capacités de la fabrication additive sont devenues la méthode de production de facto dans ces industries.
Dentisterie
Le plus grand marché de la fabrication additive en médecine est actuellement celui de la dentisterie et de l'orthodontie connexe, comme les bridges, les couronnes, les appareils dentaires et les prothèses. Actuellement, la dentisterie numérique représente un secteur de 2,5 milliards de dollars et ce chiffre devrait plus que doubler d'ici quelques années. La dentisterie numérique est davantage un flux de travail qu'une technologie unique. Ce processus commence généralement par un modèle ou une empreinte scannable qui est ensuite converti en données numériques 3D.
De nombreux appareils dentaires imprimés en 3D sont facilement personnalisables pour un ajustement précis, tout en étant imprimables dans une variété de substrats, des polymères souples au titane rigide.
Il existe également des imprimantes spécialisées configurées pour utiliser le logiciel de numérisation dentaire, ainsi que des résines biocompatibles, qui peuvent s'adapter aux petits cabinets et cliniques pour des solutions immédiates, sur place, prêtes en un seul jour.
Modèles anatomiques
Le corps humain est complexe et chacun est unique. Par conséquent, lorsque les médecins et les cliniciens doivent envisager des traitements individuels, il est extrêmement utile de voir un modèle précis du sujet en question - qu'il s'agisse d'un os, d'un organe, d'une tumeur ou d'un membre.
Heureusement, c'est aujourd'hui une réalité. De grands progrès ont été réalisés dans la technologie de l'imagerie médicale, notamment un balayage 3D en couleur très précis jusqu'au niveau vasculaire. En utilisant ces données, ainsi qu'un logiciel de cartographie topologique sophistiqué tel que Mimics® de Materialise, les ingénieurs biomédicaux peuvent utiliser des imprimantes 3D pour créer des modèles réalistes à analyser.
À partir de ces modèles, les médecins peuvent ensuite concevoir des stratégies chirurgicales, comme l'emplacement des incisions. De plus, les modèles assemblés à partir de plusieurs pièces peuvent être désassemblés pour révéler des structures internes qui, autrement, auraient été cachées à la vue du chirurgien. Le nombre d'hôpitaux aux États-Unis disposant d'une installation d'impression 3D centralisée a connu une croissance exponentielle, passant de trois en 2010 à plus de 100 en 2019.
Outils généraux
Il s'agit d'une vaste catégorie d'équipements auxiliaires qu'il serait coûteux et long de développer en plus petits volumes. Elle comprend des pinces ou des poignées conçues pour l'anatomie d'un patient, éventuellement pour faciliter les examens, les traitements ou les procédures chirurgicales.
Les applications de fabrication additive sont également utilisées dans de nombreux pays en développement pour concevoir des pinces, des cathéters et d'autres accessoires non spécifiques dont la production sur place est rapide et économique, en fonction des besoins.
Prothèses et orthèses
La technologie de fabrication additive a contribué à élargir les possibilités offertes aux patients en matière de prothèses et d'orthèses en termes d'ajustement, de fonction et d'esthétique. Une prothèse peut être un remplacement d'une partie du corps, soit interne (par exemple, l'articulation de la hanche), soit externe (par exemple, un membre manquant).
Traditionnellement, les options de personnalisation des membres prothétiques étaient inadéquates. Ils étaient soit limités dans leur fonctionnalité, soit incroyablement coûteux et nécessitaient beaucoup de mesures, d'essais d'ajustement et de travail manuel, ce qui est inaccessible à de nombreuses personnes. Cela est particulièrement vrai dans les zones reculées ou les régions en proie à des conflits militaires, où ces prothèses sont très demandées.
Les orthèses sont également des pièces personnalisées, fabriquées pour aider la structure osseuse du porteur en lui apportant un soutien supplémentaire ou en corrigeant les problèmes d'alignement. Grâce à l'utilisation de polymères modernes, les orthèses en plastique imprimées en 3D sont solides, légères et durables, mais aussi flexibles pour plus de confort. Elles peuvent également contribuer à atténuer les douleurs du pied causées par des affections telles que le diabète, l'arthrite ou la fasciite plantaire.
Surveillance de la santé et administration de médicaments
Un autre avantage de la fabrication additive pour les dispositifs médicaux est la possibilité de fabriquer des micro-gadgets complexes qui fonctionnent à l'intérieur du corps pour administrer des médicaments ou surveiller la santé d'un patient.
Le MIT, en collaboration avec le Brigham and Women's Hospital de Harvard, a mis au point un dispositif ingérable qui peut rester dans l'estomac pendant un mois. Auto-alimenté, il délivre des quantités discrètes de médicaments pour les patients nécessitant des soins de longue durée, notamment ceux qui doivent suivre un traitement contre le cancer ou le VIH. Ce dispositif est actuellement en phase de test, mais il représente le type d'approche que de nombreux autres chercheurs tentent d'affiner.
De tels microdispositifs seront bientôt en mesure de transmettre des données sans fil à un dispositif médical externe à porter pour un suivi détaillé de la santé. D'autres capteurs imprimés peuvent être injectés dans la circulation sanguine pour assurer une surveillance active de la glycémie, de l'oxygénation du sang et d'autres paramètres essentiels que les médecins utiliseront pour réagir rapidement à l'état de santé d'un patient.
Ce ne sont là que quelques-unes des applications étonnantes réalisées à l'aide de cette technologie de fabrication additive transformatrice.
