Se servir de l’impression 3D pour traiter le cancer du rein

Pour refléter l’avancée positive de l’impression 3D et de la fabrication additive au sein du secteur médical, les chirurgiens au CHU de Bordeaux utilisent la technologie multi-matériaux couleur unique de Stratasys pour traiter les cancers. Une technologie d’impression 3D couleur qui permet à l’établissement d’améliorer la planification chirurgicale complexe du cancer du rein.

Pour le Dr. Bernhard, la seule chose plus précise qu’un modèle imprimé en 3D multi-matériaux en couleur du rein d’un patient est le patient lui-même

Les médecins utilisent les modèles pour planifier le retrait complexe d’une tumeur au rein, exécuter des opérations de retrait de tumeurs précises et améliorer les résultats de ces opérations pour les patients. Les modèles imprimés en 3D permettent également d’améliorer la formation des chirurgiens ainsi que le processus d’explication aux patients. Le processus chirurgical de pointe, qui utilise des modèles imprimés en 3D en couleur et transparents produits sur l’imprimante 3D multi-matériaux couleur Objet500 Connex3 de Stratasys, est en cours de lancement au Département d’urologie et de transplantation rénale de l’Hôpital universitaire (CHU) de Bordeaux, en France*.

Selon le Dr. Jean-Christophe Bernhard,  chirurgien au CHU, c’est actuellement le seul hôpital en France, et l’un des premiers au monde, à employer la technologie multi-matériaux couleur de Stratasys pour les cas complexes de retrait de tumeurs rénales. « Le fait de disposer d’un modèle imprimé en 3D représentant la tumeur du patient, les artères et les vaisseaux principaux, chacun d’une couleur différente, donne une image précise de ce que nous allons voir au cours de l’opération, déclare le Dr Bernhard. La possibilité de visualiser la localisation précise d’une tumeur par rapport aux autres éléments, et en trois dimensions, facilite grandement notre tâche, car cela n’est pas facile à obtenir d’un scan en 2D ».

Augmenter les chances de réussite d’une intervention de préservation du rein

Selon le Dr. Bernhard, la vision approfondie que permet le modèle imprimé en 3D peut augmenter les possibilités de réaliser une opération chirurgicale du rein précise et réussie. La planification préalable à l’opération permet d’identifier et d’éviter les dommages sur les artères et les vaisseaux adjacents, susceptibles de survenir lors d’un retrait total du rein. Le fait d’épargner le rein du patient est vital, car cela réduit les possibilités de souffrir de troubles rénaux chroniques. « La technologie d’impression en 3D annonce effectivement une nouvelle ère », poursuit le Dr. Bernhard. Un scan donne de bonnes informations, mais seulement en 2D. Le chirurgien doit reconstruire mentalement le volume en 3D de la tumeur et estimer sa localisation dans le volume total du rein. Ce même processus a lieu pour comprendre clairement les relations entre la tumeur, les vaisseaux (artères et veines) et le système collecteur. Comme on peut l’imaginer, il s’agit d’un processus difficile et long pour le chirurgien. « À l’inverse, le fait de disposer d’un modèle de rein imprimé en 3D, correspondant spécifiquement à celui du patient à opérer, me permet d’avoir un point de vue totalement différent. La seule chose plus précise que le patient lui-même », ajoute-t-il.

Le CHU de Bordeaux utilise trois matériaux PolyJet de Stratasys : VeroClear transparent pour représenter la masse du rein, rouge pour les artères et jaune pour le tractus digestif. Le rouge et le jaune sont alors mélangés à la volée pour produire la couleur orange représentant la tumeur. Cette capacité de mélange n’existe que chez Stratasys. Actuellement, les scans des patients sont envoyés à l’institution médicale japonaise partenaire de l’hôpital, où les modèles sont imprimés en 3D et envoyés au CHU de Bordeaux pour la planification chirurgicale. « Le matériau transparent de Stratasys est fondamental puisqu’il nous permet de voir à l’intérieur et d’estimer la profondeur à laquelle se trouve la tumeur, explique le Dr. Bernhard. Il est ainsi possible de voir les artères et les cavités qui collectent l’urine, afin de déterminer si l’une des artères est en contact avec la tumeur. Nous devons éliminer la tumeur, mais sans pour cela endommager d’autres composants vitaux qui permettent au rein de réaliser ses fonctions. Cet équilibre est beaucoup plus facile à atteindre avec l’impression 3D ». Jean-Christophe Bernhard pense également que l’utilisation de modèles en 3D ne peut se limiter à la chirurgie rénale et peut être tout aussi utile pour les opérations sur tous les organes.

Former les chirurgiens de demain

Les solutions d’impression 3D de ­Stratasys renforcent également considérablement les capacités du CHU du point de vue de la formation. Pour le Dr. Bernhard, il s’agit d’un bénéfice fondamental de l’impression 3D qui aura un fort impact sur le secteur médical à long terme. « Je pense que cette technologie sera l’un des moteurs de l’enseignement et de la formation en chirurgie de l’avenir. Disposer d’un modèle imprimé en 3D totalement semblable à l’organe que vous allez opérer, non seulement vous permet de vous former à l’opération, mais améliore aussi fortement votre possibilité de transmettre vos connaissances aux étudiants chirurgiens, qui sont bien sûr les chirurgiens de demain. »

Des patients rassurés par une meilleure compréhension

Un autre bénéfice majeur pour le CHU de Bordeaux et le Dr. Bernhard est la possibilité d’utiliser les modèles imprimés en 3D pour expliquer plus facilement les procédures aux patients avant l’opération, ce qui permet de les rassurer. « La description du retrait d’une tumeur rénale à l’aide d’un scan ou d’un schéma en 2D laisse généralement la plupart des patients quelque peu perplexes . Leur présenter un modèle en 3D qui montre clairement la tumeur les met à l’aise et leur permet de comprendre exactement ce que nous allons faire. Un questionnaire diffusé à des patients montre en effet que la vision de modèles imprimés en 3D augmente leur compréhension de l’opération de plus de 50 % : il s’agit d’un bénéfice considérable en termes de soins généraux aux patients. »

À propos de l’utilisation de la technologie d’impression en 3D à l’hôpital, Scott Rader, responsable des solutions médicales de Stratasys, commente : « En mettant dans les mains du chirurgien exactement ce qu’il a besoin de voir, l’utilisation novatrice de la technologie d’impression 3D multi-matériaux couleur de Stratasys au CHU de Bordeaux démontre sa capacité à améliorer les opérations chirurgicales en diminuant leur complexité, pour faciliter le rôle du chirurgien. En outre, en améliorant ainsi les procédures, la perspective de préserver l’organe pendant l’acte chirurgical augmente, ce qui entraîne un résultat bien plus favorable pour les patients. »

* Le développement des modèles est réalisé grâce à une collaboration internationale entre le Service de chirurgie urologique du CHU de Bordeaux, de l’Institute of Urology à l’University of Southern California (États-Unis) et le service d’Urologie de l’Université Teikyo (Japon)

N° 74 mars 2016