Implants imprimés en 3D pour la reconstruction des défauts chez les patients atteints de tumeurs de la paroi thoracique

Un patient présentant une lésion tumorale de la paroi thoracique subit un scanner avec une largeur de pas inférieure à 1 mm, puis les ingénieurs conçoivent un modèle individuel pour remplacer le défaut. A l'aide d'une imprimante 3D, un modèle est réalisé à partir des données anthropométriques du patient.

La fabrication s'effectue par impression 3D sur une poudre d'alliage de titane certifiée pour la fabrication d'implants médicaux. La technologie utilisée est une technologie de type SLS (Selective Laser Sintering), fusion laser couche par couche de compositions métal-poudre. Le processus d'impression commence par diviser le modèle numérique 3D du produit en couches d'une épaisseur de 20 à 100 microns afin de créer une image 2D de chaque couche du produit (coupe). Le format standard de l'industrie est le fichier STL (stéréolithographie). Ce fichier entre dans un logiciel spécial de la machine, où les informations sont analysées et comparées aux capacités techniques de la machine. Sur la base des données obtenues, un cycle de production de construction est lancé, composé de nombreux cycles de construction de couches individuelles du produit.

Le cycle de construction d'une couche (section) se compose d'opérations typiques :

• appliquer une couche de poudre d'une épaisseur donnée sur la plaque de construction ;
• balayage par un faisceau laser de la section de la couche de produit. Le faisceau laser est une source de chaleur sous l'influence de laquelle les particules du matériau sont frittées le long du profil de la section du modèle;
• abaisser la plate-forme dans la profondeur du puits de construction d'une quantité correspondant à l'épaisseur de la couche de construction.

Le processus de fabrication des produits se déroule dans la chambre SLM (Selective Laser Melting) de la machine, remplie d'un gaz inerte argon. Après la construction, le produit est retiré de la chambre de l'imprimante et envoyé pour un traitement thermique, un recuit, afin de soulager les contraintes internes et d'améliorer les propriétés mécaniques. Après recuit, le produit est séparé de la plate-forme et subit une finition qui combine différents types d'usinage. Les dernières étapes du processus technologique sont le nettoyage du produit et le contrôle technique de la qualité.

La préparation préopératoire prend en moyenne 14 à 21 jours. L'étape suivante est le traitement chirurgical du montant de la résection de la paroi thoracique avec un défaut plastique avec un implant en titane individuel. Dans tous les cas, l'armature en titane est séparée de la cavité pleurale par une plaque en polyester synthétique (Dacron) afin de sceller et de prévenir le développement d'hernies pulmonaires. Les avantages des implants individuels en titane incluent une adaptation précise de l'implant à la taille et aux caractéristiques du défaut, la modélisation individuelle vous permet de répéter les caractéristiques anatomiques du patient. Cette méthode permet de recréer la forme originale de la poitrine et, surtout, une moitié symétrique et relativement saine. À l'aide de titane, des prothèses individualisées sont fabriquées sur la base d'une modélisation 3D, ce qui réduira l'incidence des complications, accélérera la rééducation et améliorera la qualité de vie des patients présentant des lésions tumorales de la paroi thoracique. La période postopératoire dure 15 à 30 jours.