Fabrication 3D en chirurgie orthopédique

L'avenir de la chirurgie orthopédique et les progrès réalisés pour les patients qui prennent en charge les effets de l'arthrite, des fractures et d'autres problèmes musculo-squelettiques font l'objet d'un intérêt constant. Des cellules souches aux remplacements articulaires, les chirurgiens et les patients sont intéressés par ce qui pourrait être le prochain avancement dans le coin.

L'un des domaines d'intérêt récent a été le développement d'outils et d'implants personnalisés et spécifiques au patient.

L'espoir est qu'en permettant la conception de plus d'implants personnalisés, les interventions orthopédiques seront mieux adaptées et moins visibles pour les personnes qui ont besoin de subir une intervention chirurgicale.

Fabrication d'implants

L'industrie de la santé dépend fortement de la fabrication pour fournir les divers produits utilisés dans la profession médicale. Les chirurgiens orthopédiques comptent beaucoup sur les produits manufacturés, et les développements dans la fabrication ont révolutionné l'orthopédie de diverses façons. Du traitement non chirurgical des blessures sportives traitées avec des attelles personnalisées en fibre de carbone à la reconstruction chirurgicale des membres déformés, les chirurgiens orthopédistes utilisent de nombreux matériaux et produits différents pour aider leurs patients.

Chaque fois qu'il y a un progrès dans la fabrication, les chirurgiens orthopédiques sont susceptibles de s'intéresser à la façon dont cela pourrait affecter le travail qu'ils font. L'un des changements récents dans la fabrication est l'avancement de la technologie d'impression 3D.

L'impression tridimensionnelle a changé la façon dont de nombreuses industries fabriquent des produits. L'industrie de la santé n'est pas différente, et de nombreuses applications de la technologie 3D sont produites pour répondre à divers besoins de soins de santé. En chirurgie orthopédique, une spécialité médicale qui repose fortement sur des dispositifs implantables, la technologie d'impression 3D a suscité un grand intérêt.

impression en 3D

La principale différence constatée avec la fabrication tridimensionnelle est qu'il s'agit d'un processus dit de "fabrication additive". Cela signifie que les implants sont créés en ajoutant du matériau couche par couche pour créer un produit en trois dimensions. Cela se distingue d'un processus "soustractif" où un bloc de matériau est sculpté dans une forme désirée. La fabrication additive existe depuis un certain nombre d'années et dans de nombreuses industries, mais elle est relativement nouvelle dans le secteur des soins de santé.

Traditionnellement, les implants orthopédiques sont conçus en plusieurs tailles différentes. Par exemple, si vous aviez un remplacement de la hanche, un peu comme aller à un magasin de chaussures et essayer différentes tailles de chaussures standard, votre chirurgien orthopédique aurait une variété d'options d'implants de la hanche conçus pour s'adapter à la plupart des gens. Bien que ces implants fonctionnent souvent bien, il existe des limites dans le nombre de tailles, et certaines personnes ont une anatomie qui ne se conforme pas bien à une taille standard spécifique.

En chirurgie orthopédique, l'impression tridimensionnelle a été utilisée pour un certain nombre d'applications différentes. Par exemple, les implants de remplacement des articulations ont été fabriqués sur mesure. Certains de ces implants ont été utilisés dans des interventions chirurgicales courantes telles que la chirurgie de remplacement de la hanche et de remplacement du genou.

En outre, les implants spinaux ont également été conçus grâce à la fabrication additive en trois dimensions. Une autre application a été la conception d'instrumentation spécifique au patient. Dans cette situation, les implants utilisés sont des tailles standard, mais les instruments que votre chirurgien utilise pour préparer l'implant sont conçus sur mesure. Enfin, la fabrication additive a été utilisée pour la conception d'implants complexes utilisés pour les déformations sévères, les chirurgies tumorales et les situations où il n'existe pas d'implants standard disponibles pour la chirurgie reconstructive complexe.

Implants personnalisés

De nombreux patients sont intéressés par les implants personnalisés.

Ils veulent s'assurer que les implants utilisés lors de leur remplacement articulaire sont parfaitement adaptés à leur morphologie. À l'heure actuelle, il est très rare qu'un chirurgien implante un remplacement articulaire sur mesure. Habituellement, quand les gens parlent d'implants personnalisés, ils ont en fait un implant standard inséré, et une coupe personnalisée est conçue pour leur anatomie spécifique. Les remplacements d'articulations personnalisés, où les implants sont conçus spécifiquement pour un patient particulier, ne sont pas une procédure chirurgicale standard pour le moment.

L'avantage potentiel d'un véritable implant personnalisé, où la prothèse implantée est spécifiquement conçue pour un patient individuel, est la capacité à reproduire la mécanique normale d'une articulation. Dans certains cas, un implant de taille standard peut être un peu trop long, un peu trop court, un peu trop large ou un peu trop étroit. Chez la plupart des gens, votre chirurgien peut compenser les variations subtiles, mais il existe des situations où les gens ont une anatomie inhabituelle, ils peuvent être difficiles à adapter aux implants standard. La conception d'un implant sur mesure pourrait permettre à votre chirurgien de mieux contrôler ces variables.

Adhérant à l'os

L'autre aspect de la fabrication additive qui intéresse votre chirurgien est la capacité de concevoir des implants qui adhèrent bien à l'os environnant. Il existe différentes façons de fixer un implant à l'os . L'utilisation de vis et de fils est généralement utilisée pour le traitement de fracture, où l'implant doit seulement durer jusqu'à ce que la fracture soit guérie. L'utilisation du ciment osseux est courante, mais son utilisation a diminué. Bien que ce soit une méthode efficace pour sécuriser un implant, il existe des inquiétudes concernant la perte d'implants avec le temps. L'un des meilleurs moyens de sécuriser un implant à l'os est d'utiliser des implants avec un revêtement poreux dans lequel l'os peut se développer au fil du temps.

Les implants enduits poreux sont souvent utilisés dans la chirurgie de remplacement articulaire, mais tous les implants ne peuvent pas être facilement conçus avec un revêtement poreux. L'impression tridimensionnelle a rendu possible le processus d'application d'un revêtement poreux sur une grande variété de surfaces géométriques.

Un mot de

L'avenir de l'orthopédie sera sans doute très différent de la façon dont les choses sont faites aujourd'hui. L'un des domaines les plus intéressants est le développement de nouvelles technologies pour fabriquer des implants orthopédiques. L'impression tridimensionnelle est une technologie qui est utilisée pour concevoir des implants orthopédiques personnalisés qui sont actuellement utilisés pour les chirurgies reconstructives complexes. Au fil du temps, l'utilisation de l'impression tridimensionnelle peut devenir plus commun et utilisé plus largement pour les procédures chirurgicales orthopédiques standard.

> Sources:

> Golish SR, Kurtz SM, Boyan BD. "L'impression 3D révolutionne-t-elle les appareils orthopédiques?" AAOSNow. Janvier 2018, Page 1.

> Haglin JM, AE Eltorai, JA Gil, SE Marcaccio, J Botero-Hincapie, Daniels AH. "Implants orthopédiques spécifiques au patient" Orthop Surg. 2016 novembre; 8 (4): 417-424.