La fabrication additive au service de la chirurgie

L’impression 3D (fabrication additive) apporte chaque jour son lot d’innovations, ne cessant d’améliorer de nombreux procédés et industries traditionnels. Elle ne pouvait que tenir un rôle important dans de nombreux domaines, notamment la chirurgie réparatrice.

Suite à un terrible accident de moto, Stephen Power, un citoyen britannique, s’est retrouvé avec de multiples fractures du crâne qui l’ont fortement handicapé. Seule une chirurgie reconstructrice pouvait lui faire retrouver une vie normale. Le Professeur Adrian Sugar, Consultant en chirurgie labio-palatine et maxillo-faciale à l’hôpital Morriston de Swansea, au Royaume- Uni, cherchait à adopter de nouvelles techniques et procédures afin de soulager Stephen.

Ce dernier avait déjà subi une intervention chirurgicale en urgence afin de reconstruire son visage, mais l’accent avait été mis sur son rétablissement plutôt que sur l’esthétique. Restaurer la symétrie de son visage, obligeait Stephen à subir d’autres interventions.

En travaillant en collaboration avec CARTIS (Centre des technologies reconstructrices appliquées en chirurgie) situé dans le sud du Pays de Galles, Renishaw a développé, en impression 3D, des guides chirurgicaux sur mesure.

Sans eux, le positionnement des os impliquait des incisions à main levée dans les tissus mous, rendant ce genre de chirurgie très complexe et avec des résultats difficiles à prévoir.

Bien que la procédure chirurgicale proprement dite soit toujours laborieuse et onéreuse, le Professeur Sugar a constaté que les guides fabriqués sur l’imprimante 3D métal AM250 de Renishaw, permettaient de rendre plus rapide et plus précise cette délicate intervention.

D’après le Professeur Sugar, les guides ont permis d’obtenir un résultat bien plus prévisible. « C’est absolument incomparable ! Les résultats sont d’un ordre très supérieur à tout ce que nous avons fait auparavant » a-t-il précisé.

La réaction de Stephen a été encore plus catégorique : « Ma vie a complètement changé, je vais enfin pouvoir refaire les choses de tous les jours, comme aller voir des gens, marcher dans la rue et même me rendre dans les lieux publics. »

Après l’intervention chirurgicale en urgence

Après la pose d’implants chirurgicaux

L’intervention visait à remettre en place les pommettes de Stephen. L’utilisation de guides chirurgicaux sur mesure n’en étant encore qu’à ses débuts, plusieurs étapes s’avéraient nécessaires avant d’arriver au résultat final.

Afin de rétablir la symétrie du visage de Stephen, l’équipe chirurgicale a réalisé des scans de la tête de Stephen en tomodensitométrie (TDM). Les données TDM ont permis aux chirurgiens d’évaluer l’état de son crâne et de planifier l’intervention. Ces données TDM « préopératoires » ont été transmises à un puissant progiciel CAO qui a permis à l’équipe de modéliser la structure osseuse « postopératoire » donnant la meilleure symétrie possible.

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C’est en s’appuyant sur les données de modélisation que les deux guides métalliques (un guide de coupe et un guide de repositionnement) ont été conçus et fabriqués pour chaque étape du procédé chirurgical.

– Le guide de coupe (figure 1) a servi à couper l’os zygomatique (pommette) à des endroits bien spécifiques, afin que les sections osseuses puissent être utilisées dans la reconstruction de la pommette.

– Le guide de repositionnement (figure 2) a permis de placer les sections osseuses dans leur emplacement définitif avant d’introduire l’implant zygomatique et le plancher orbital (figure 3).

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L’implant zygomatique, maintenant en place les sections osseuses repositionnées, a permis leur guérison tandis que le plancher orbital a remonté le globe oculaire afin qu’il soit au même niveau que l’autre oeil de Stephen.

Après le retrait des guides, les implants en titane, imprimés en Belgique, sont restés en place. La fabrication additive a donné au Professeur Sugar une flexibilité accrue lors de la conception des guides et des implants.

Le projet est le fruit des travaux du CARTIS (Centre des technologies reconstructrices appliquées en chirurgie), résultat d’une collaboration entre l’unité maxillo-faciale du conseil de santé d’Abertawe Bro Morgannwg University à l’hôpital Morriston et le Centre national de conception et de recherche dans le développement des produits à l’université métropolitaine de Cardiff.

Renishaw, seul fabricant d’imprimantes 3D métal au Royaume- Uni, réalise la conception et le développement de la machine dans ses usines de Stone (Staffordshire) et sa fabrication dans son usine de Miskin près de Cardiff.

N° 68A septembre 2015