Bio-impression, impression 3D médicale, qu’est-ce que c’est ?

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C'est quoi la Bio-impression et l'impression 3D en médecine ?

L’Impression 3D Non-vivante

Dans le domaine médical, la technologie de l’impression 3D a ouvert des perspectives immenses. Cette prouesse technologique permet de créer des objets physiques à partir de modèles numériques, couche par couche. Vous avez probablement déjà vu des démonstrations sur le web de l’utilisation d’imprimante 3D pour diverse utilisations. Mais pourquoi cela est-il si utile en médecine ?

Tout simplement parce que chaque patient est unique, et cette technologie offre la possibilité de personnaliser les soins. Qu’il s’agit de prothèses, d’implants, ou encore de modèles anatomiques utilisés pour préparer des interventions chirurgicales. L’impression 3D permet de résoudre des problèmes médicaux qui seraient, sans elle, très difficile à soigner. Des exemples seront plus parlant certainement.

En 2015, en Espagne, des chirurgiens ont remplacé une partie de la cage thoracique d’un patient atteint d’un cancer par une prothèse imprimée en 3D. L’implant, fabriqué en titane grâce à l’impression 3D, a été conçu pour correspondre parfaitement à la structure anatomique du patient. (Voir l’image)

Un autre exemple intéressant :

En 2013, des médecins aux États-Unis ont utilisé une trachée artificielle imprimée en 3D pour sauver un bébé atteint d’une malformation congénitale rare appelée « trachéomalacie ». La trachée imprimée en 3D a été conçue sur mesure à partir de biomatériaux biodégradables, permettant aux voies respiratoires de rester ouvertes pendant que le corps du patient se rétablissait.

La BIO-Impression 3D

Comme vous pouvez le constater, les possibilités sont considérables avec cette technologie innovante. Des progrès en laboratoire sont également fait pour que l’imprimerie 3D vise les organes. Mais l’imprimerie 3D seul ne suffit pas pour certains cas comme la peau, c’est ici que rentre en jeu la « bio-Impression » ou « bioimpression ». En effet, la bio-impression offre la possibilitée de créer de la peau ou à l’avenir des organes. Cette approche permet de développer des domaines comme l’ingénierie tissulaire, la médecine régénérative, les études de pharmacocinétique et la recherche en biologie.

La bio-impression et l’impression 3D médicale sont deux utilisations de l’impression 3D dans le domaine de la santé, mais elles diffèrent sur certains domaine. Voici une comparaison pour mieux comprendre leurs différences :

Les différences

Qu’est-ce que c’est la Bio-Impression 3D ?Qu’est-ce que c’est l’impression 3D Médicale ?
RÉSUMÉ

La bio-impression est une technique qui utilise des matériaux biologiques (comme des cellules vivantes, des hydrogels ou des biomatériaux) pour créer des structures qui imitent les tissus ou organes humains.
RÉSUMÉ

L‘impression 3D médicale consiste à fabriquer des dispositifs ou structures médicaux non vivants, destinés à être implantés ou utilisés pour améliorer les traitements.
OBJECTIFS

> Créer des tissus vivants pour la recherche ou la transplantation (peau, cartilage, foie, cœur, etc.).

> Étudier les interactions cellulaires, tester des médicaments ou modéliser des maladies.

> Réaliser des organes transplantables à l’avenir, comme des reins ou des cœurs.
OBJECTIFS

> Fabriquer des prothèses personnalisées (jambes, bras, mains, etc.).

> Produire des implants chirurgicaux adaptés à l’anatomie du patient
(cages thoraciques, implants dentaires, etc.).

> Créer des modèles pour guider les chirurgiens lors d’interventions complexes.
MATÉRIAUX

> Bio-encres contenant des cellules vivantes, des protéines, ou des hydrogels biocompatibles.

> Matériaux dégradables qui servent de structure temporaire pour les tissus.
MATÉRIAUX

> Métaux biocompatibles (titane, cobalt-chrome).

> Polymères (PEEK, PLA, ABS).

> Résines utilisées pour des modèles anatomiques.
COMPLEXITÉS

> Très élevé, car il s’agit de maintenir les cellules vivantes et fonctionnelles après l’impression.

> Nécessite des environnements stériles et spécifiques.
(imprimantes 3D spécialisées avec conditions de température, pH et humidité contrôlées).
COMPLEXITÉS

> Relativement plus simple comparé à la bio-impression, car il n’y a pas de cellules vivantes à maintenir.

> Implique des normes strictes de biocompatibilité, mais le défi biologique est absent.
UTILISATIONS

> Création de tissus fonctionnels comme des patchs cardiaques ou des modèles de peau pour brûlures graves.

> Recherche biomédicale pour tester des médicaments.

> Prototypage de tissus pour une utilisation clinique à long terme.
UTILISATIONS

> Prothèses et implants sur mesure.

> Outils chirurgicaux personnalisés (guides de coupe, instruments).

> Modèles anatomiques pour planification chirurgicale.
Illustrations Bio-impression 3D
Illustrations impression 3D médicale

Chaque année, 1,5 million de personnes sont affectées par des troubles de la cornée pouvant entraîner une cécité totale, l’incapacité de percevoir la lumière. Cette dernière étant essentielle pour percevoir notre environnement. Une équipe de recherche a essayé de résoudre ce problème d’une grande importance. Ces chercheurs, basés à Hyderabad en Inde, ont développé la toute première cornée imprimée en 3D à partir de biomatériaux.

Ce tissu est conçu à l’aide d’une bio-encre dérivée exclusivement de tissu cornéen humain, sans ajout d’éléments artificiels ou synthétiques. En effet, cette méthode permet une compatibilité accrue pour le corps, réduisant ainsi le rejet de ce dernier.
Selon les responsables du projet, une seule cornée humaine donnée permet de produire jusqu’à trois cornées imprimées en 3D.

Ces progrès en ophtalmologie ouvrent la voie au traitement de maladies comme la cicatrisation cornéenne et le kératocône. Testé sur des lapins, le projet a donné des résultats concluants et très encourageants. Bien qu’il faudra encore attendre avant une application chez l’homme, ces premières étapes laissent présager un fort potentiel.

La BIO-IMPRESSION 3D et les malformations

Aux États-Unis, une jeune femme de 20 ans est née avec une malformation qui empêche le développement de l’oreille externe.

Des médecins de 3DBio Therapeutics, une société de biotechnologie du Queens ont utilisé pour la première fois la bio-impression 3D pour fabriquer l’oreille avec les propres cellules de la patiente.

La nouvelle oreille a été imprimée dans une forme qui correspond exactement à l’oreille gauche de la femme. La nouvelle oreille continuera à régénérer le tissu cartilagineux, lui donnant l’apparence et la sensation d’une oreille naturelle, a déclaré la société.

Une vertèbre sur mesure IMPRimer en 3D

À Pékin, un enfant atteint d’un cancer osseux a bénéficié d’une greffe révolutionnaire : une vertèbre sur mesure imprimée en 3D. Cette innovation offre une adaptation parfaite à la morphologie du patient, facilitant ainsi une convalescence plus rapide et moins contraignante. Contrairement aux implants traditionnels, souvent fabriqués à partir de matériaux standards comme le titane ou le péroné, l’impression 3D permet une précision inégalée et une solidité accrue. Cette technique réduit également la durée d’immobilisation post-opératoire.

Cependant, cette avancée soulève des questions sur son accessibilité. Le coût élevé des implants sur mesure, lié à la production unique de chaque pièce et à des contrôles de qualité fréquents, limite leur démocratisation. Par exemple, des prothèses crâniennes imprimées en 3D coûtent en moyenne 15 000 euros, un prix que peu de patients peuvent se permettre.

Malgré ces défis, cette intervention marque une étape prometteuse dans le développement d’une médecine personnalisée. Aux dernières nouvelles, le jeune Minghao se rétablit bien, bien que cette solution reste inaccessible pour la majorité des patients en raison de son coût.

En conclusion, la bio-impression progresse rapidement pour fournir des greffes vivantes et fonctionnelles, bien que son utilisation clinique reste limitée pour l’instant. En revanche, l‘impression 3D médicale, avec des matériaux non-vivants est déjà couramment utilisée pour créer des implants, des prothèses et des outils chirurgicaux personnalisés, révolutionnant les soins aux patients. Ces deux technologies offrent des solutions novatrices et promettent de transformer profondément la médecine dans les décennies à venir.

Et vous ? Qu’est-ce que vous en pensez ? Trouvez-vous que cette innovation est très bonne pour la société ou est-ce qu’elle va créer des complications dans un futur proche ? N’hésitez pas à partager votre avis en commentaire !

Si le sujet vous intéresse beaucoup plus du côté prothèse, nous avons déjà réalisé un article parlant des origines, des bienfaits et de l’utilisation de la prothèse médicale dans le domaine. Voir ci-dessous.

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