Impression 3D : une technologie au service d’une médecine sur-mesure

Depuis ses débuts il y a 30 ans, l’impression 3D a parcouru un long chemin et offre aujourd’hui de nouvelles opportunités dans de nombreux secteurs, notamment dans celui de la santé. Fabrication de prothèses sur-mesure, bio-impression, simulation chirurgicale…, cette technologie – appelée aussi fabrication additive – trouve de plus en plus d’applications dans le domaine médical. Que peut-on en attendre pour le futur ? Décryptage.

Concevoir des prothèses personnalisées

La technique de l’impression 3D consiste à superposer des couches de matériau jusqu’à former une structure solide finie. Cette technique va a contrario de ce qui existait jusqu’à présent, à savoir modeler et façonner de la matière existante jusqu’à obtention du produit souhaité. Ce processus révolutionnaire, couplé à l’imagerie médicale, permet donc aux médecins de concevoir et de fabriquer des prothèses uniques et adaptées à chaque patient.

Outre le sur-mesure, l’impression 3D présente un autre avantage : son coût, nettement moins élevé que les techniques traditionnelles de fabrication. C’est l’une des raisons qui a poussé Nicolas Huchet à s’intéresser à l’impression 3D. Ce jeune breton, victime d’un accident du travail en 2002, perd l’usage de son bras et se retrouve alors contraint de porter des prothèses, soit trop limitées en terme d’usage, soit trop onéreuses. Cet autodidacte découvre alors les fablabs, ces ateliers partagés de fabrication numérique, et décide de concevoir sa propre « main bionique » au moyen de la technologie 3D. Grâce à des plans de robots « open-source », disponibles gratuitement sur internet, il réussit l’impensable : fabriquer une main. Depuis, son association My Human Kit poursuit son développement, en s’appuyant sur les fablabs et sur l’intelligence collective pour développer de nouvelles solutions technologiques d’aide au handicap et accompagner les personnes qui souhaitent fabriquer leurs propres prothèses.

Reproduire les tissus humains grâce à la bio-impression

Parmi les procédés émergents de l’impression 3D, on trouve la bio-impression, appelée également bio-printing. Cette technologie utilise les grands principes de l’impression 3D sauf qu’il ne s’agit plus d’utiliser des matériaux de synthèse mais d’imprimer des tissus vivants à partir de l’assemblage, couches par couches, de cellules vivantes.

C’est la technique utilisée par la startup française Poïetis, qui conçoit et fabrique des tissus biologiques en maîtrisant à la fois la résolution (la capacité à imprimer cellule par cellule) et la précision de l’impression (la capacité à positionner très précisément la cellule dans un environnement 3D). Ses ingénieurs sont en effet capables de fabriquer 1cm² de peau humaine grâce à 5 types de cellules.

Fabien Guillemot, Fondateur et Président de Poïetis précise que ces échantillons sont destinés à la recherche pré-clinique en pharmacie et cosmétique. Il espère toutefois « tester la greffe humaine d’ici sept à dix ans ». Car si la bio-impression de cellules humaines alimente l’espoir d’un monde dans lequel on pourra créer des organes de toutes pièces, ceci reste une perspective très lointaine compte tenu de la complexité de la procédure de fabrication des tissus et de leur implantation dans un corps humain.

Permettre aux chirurgiens de s’exercer avant intervention

Même s’ils ne pourront pas procéder à de telles interventions de sitôt, les chirurgiens peuvent s’y préparer. L’impression 3D permet aussi de fabriquer des maquettes d’organes humains à partir d’imagerie provenant de scanners ou d’échographie 3D. Ces organes synthétiques se composent de différentes matières et textures pour reproduire de manière très réaliste celles du corps humain.

« Ces reproductions à l’échelle (avec une précision de 0,02mm) permettent aux chirurgiens de s’exercer pour des patients à l’anatomie complexe et réduisent ainsi les risques, le temps opératoire et l’exposition aux rayons X au cours de l’opération chirurgicale », nous explique Thomas Marchand, co-fondateur de Biomodex. Cette startup française fondée en 2015 conçoit et produit des solutions de planning pré-opératoire avec pour promesse : « Predicting for success » (la prédiction au service de la réussite).

Pour Thomas Marchand, la conception d’un organe synthétique est très complexe car il s’agit de reproduire les propriétés biomécaniques des organes en mélangeant différents types de matériaux d’impression 3D. « On va mélanger différents matériaux – durs, mous, friables, gélatineux – pour pouvoir reproduire un organe synthétique qui va se comporter de la même façon qu’à l’intérieur du corps du patient », nous précise-t-il. Il y aurait d’après lui un vrai besoin de la part des cliniciens d’avoir un fantôme patient-spécifique pour pouvoir anticiper le meilleur traitement, la meilleure stratégie opératoire et ainsi, obtenir des meilleurs résultats cliniques.

Grâce à l’impression biologique en 3D, la médecine est capable d’imprimer des modèles qui reproduisent de plus en plus fidèlement des organes complexes comme le muscle cardiaque, le rein ou le foie. Des avancées qui représentent des opportunités considérables pour la recherche et qui laissent présager un futur où l’impression 3D pourrait aussi favoriser la découverte – accélérée – de nouveaux médicaments.

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