Évaluée à 13,84 milliards de dollars en 2021, l'industrie de l'impression 3D continue de se développer sans relâche, avec des statistiques récentes citant une croissance de la valeur marchande mondiale attendue à un taux de croissance annuel composé (TCAC) de 20,8 % de 2022 à 2030. Pour l'impression 3D dans les applications médicales, la valeur devrait atteindre 5,1 milliards de dollars d'ici 2026, passant de 2,4 milliards de dollars en 2021, à un TCAC de 16,3 %.
Les dispositifs médicaux imprimés en 3D continuent d'ouvrir la voie à des soins de santé encore plus rationalisés et améliorés. De nouvelles avancées dans les matériaux médicaux d'impression 3D et la technologie d'impression 3D pour les applications médicales sont à l'origine d'un traitement spécifique au patient, éliminant la mentalité de taille unique qui a régné dans l'ensemble de la fabrication pendant si longtemps, mais surtout en médecine.
Les implants imprimés en 3D continuent d'améliorer la qualité de vie
Les implants imprimés en 3D sont utilisés depuis environ 2007. Considérant que des centaines de milliers de patients subissent une chirurgie orthopédique chaque année, recevant des implants pour des remplacements articulaires, il n'est pas surprenant que les implants de hanche et de genou imprimés en 3D aient été les plus couramment utilisés en premier ; cependant, les chirurgiens utilisent désormais des implants rachidiens imprimés en 3D, des implants crâniens, etc. L'idée générale est d'utiliser des matériaux biocompatibles qui favorisent la croissance osseuse une fois l'implant inséré.
Les avantages pour les professionnels de la santé et les hôpitaux comprennent la rapidité de production des produits spécifiques aux patients, leur prix abordable et un meilleur contrôle de la conception et de la fabrication entre le chirurgien et les experts en conception 3D. Les patients obtiennent de meilleurs résultats grâce à moins de temps passé en salle d'opération, moins de risque d'infection et un temps plus court à l'hôpital. Imprimés en 3D avec des matériaux comme le métal ou les thermoplastiques, les implants médicaux sont également fabriqués à la demande, ce qui réduit la pression traditionnelle exercée sur les hôpitaux pour conserver les produits en stock.
Règlements de la FDA sur l'impression 3D et les dispositifs médicaux
Les directives de la FDA sur les dispositifs médicaux d'impression 3D sont disponibles, ainsi que des informations supplémentaires sur l'obtention d'une autorisation pour les fabricants traditionnels passant à l'impression 3D ainsi que sur les implications réglementaires de la FDA après le traitement de l'impression 3D, indiquant :
"Certains dispositifs présentent généralement un risque très faible pour les patients, et l'Agence réfléchit à l'opportunité et à la manière dont il pourrait être approprié de fournir un niveau de flexibilité réglementaire lorsque ces dispositifs à très faible risque sont imprimés en 3D dans un établissement de santé."
« Ce qui constitue un appareil à très faible risque pourrait être informé par les risques et avantages inhérents à l'appareil, l'utilisation prévue et les risques introduits par l'impression 3D en général et au PoC. S'il est déterminé que les appareils présentent un risque très faible, cela peut également aider à déterminer si certains appareils peuvent être imprimés en 3D de manière appropriée au PoC. La FDA envisage de développer une liste de caractéristiques importantes qui aideraient à identifier les dispositifs à très faible risque.
Aujourd'hui, de nombreux produits personnalisés imprimés en 3D sont conformes aux réglementations de la FDA sur l'impression 3D et les dispositifs médicaux. Ceci est impératif pour les implants médicaux imprimés en 3D afin d'éviter la toxicité pour le patient ou le rejet d'une partie qui peut être insérée chirurgicalement dans le corps humain – y compris les prothèses orthopédiques imprimées en 3D, les implants crâniens, les couronnes dentaires, et pour la création d'instruments chirurgicaux aussi qui doit garantir la capacité d'être correctement stérilisé et sans danger pour l'utilisation sur les humains.
Les modèles médicaux imprimés en 3D sont des outils à multiples facettes
Le modèle médical imprimé en 3D a beaucoup à offrir à tout le monde. Les chirurgiens peuvent se référer à un modèle imprimé en 3D converti à partir des données CT d'un patient spécifique et en savoir plus sur une tumeur au cerveau, par exemple. Le modèle 3D devient alors un outil puissant, permettant le diagnostic du patient, puis la possibilité de créer un schéma thérapeutique.
Les modèles médicaux imprimés en 3D agissent également comme des aides visuelles efficaces pour expliquer l'état du patient à lui-même et à sa famille, ainsi que pour l'informer des interventions chirurgicales à venir. Les modèles 3D sont également populaires comme dispositifs de formation pour les étudiants en médecine, ainsi que pour les chirurgiens se préparant à des chirurgies nouvelles ou rares ; en fait, ils peuvent s'y exercer aussi longtemps que possible avant une intervention. Les modèles peuvent ensuite également servir de guides opératoires imprimés en 3D dans la salle d'opération.
Shapeways recommande les matériaux suivants pour les modèles médicaux imprimés en 3D :
Couleur haute définition – L'une des options les plus intéressantes pour les modèles médicaux imprimés en 3D photoréalistes, ce matériau est disponible en dix millions de couleurs, avec des options disponibles pour une finition standard ou mate. Produits via la technologie Material Jetting (MJ), les modèles anatomiques imprimés en 3D avec la haute définition Full Color représentent les organes humains dans les moindres détails. Pour en savoir plus sur les directives de conception de ce matériau, cliquez ici. beaucoup manipulé dans le temps. MFJ PA12 est disponible en noir et gris, avec des options de finition naturelle ou lisse. En savoir plus sur les directives de conception d'impression 3D pour MJF PA12 ici.
Les prothèses et orthèses imprimées en 3D sont plus accessibles et abordables
Dès le début, les membres prothétiques imprimés en 3D et les orthèses imprimées en 3D ont également présenté une excellente introduction – et un argument de vente – pour la fabrication additive de dispositifs médicaux. Non seulement cela a changé la vie de milliers de personnes ayant besoin d'un remplacement de membre, mais les programmes innovants ont également placé un formidable coup de projecteur international sur l'impression 3D et ses utilisations au-delà du prototypage rapide.
Avec le renforcement d'organisations comme e-NABLE d'ici 2012, il est rapidement devenu évident que l'impression 3D pouvait perturber les processus traditionnels de fabrication des dispositifs médicaux. Les conceptions 3D pourraient être facilement partagées et personnalisées, que ce soit pour les patients dans les villes ou les pays en développement et les régions éloignées, et fabriquées rapidement et économiquement – par rapport au passé où les patients ont enduré la vie sans prothèses en raison de leur nature prohibitive, ou ont été forcés de faire face à des appareils inconfortables qui pourraient être difficiles et longs à installer, et prendre des semaines voire des mois pour arriver. Historiquement, ce processus n'était pas seulement connu pour être tortueux pour les petits enfants subissant des difficultés d'appareillage, mais pour constater que le délai de livraison était si retardé qu'ils avaient dépassé les prothèses tant attendues au moment de leur arrivée.
Avec les prothèses imprimées en 3D, l'amélioration de la qualité de vie des patients d'aujourd'hui est inestimable. La possibilité de créer un fichier imprimé en 3D et de le partager partout dans le monde est essentielle, mais la personnalisation joue le rôle le plus important. Un bras ou une jambe peut être scanné en 3D en quelques minutes, envoyé à une imprimante 3D n'importe où tout aussi rapidement et entièrement personnalisé au patient pour un ajustement parfait, un confort de port, une mobilité et une productivité accrues.
La personnalisation est une énorme incitation pour les patients à porter leurs prothèses plus régulièrement et avec moins de conscience de soi. Ils peuvent être fabriqués dans un nombre infini de styles différents, en couleurs, et pour les enfants, ils peuvent même présenter des thèmes de super-héros, ce qui a pu être auparavant une source d'embarras pour se transformer rapidement en fierté. Une fois les modèles prothétiques 3D imprimés, les fichiers STL peuvent être conservés et modifiés au besoin ; encore une fois, cela change la donne pour les enfants car les modèles peuvent être facilement modifiés et réimprimés en 3D au fur et à mesure que les patients grandissent au fil des ans ou souhaitent mettre à niveau leurs styles.
Les patients et les médecins adoptent également l'utilisation d'orthèses imprimées en 3D. Responsables de l'amélioration de la marche et de l'équilibre, les orthèses sont essentielles pour offrir un meilleur soutien au pied, que le patient ait une voûte plantaire haute ou basse. Les orthèses réduisent également les problèmes tels que les attelles de tibia, les maux de dos et l'inflammation causée par l'arthrite. Cependant, comme les prothèses fabriquées traditionnellement, les orthèses du passé étaient connues pour être chères, laissant de nombreux patients s'en passer malgré les conséquences physiques.
L'introduction d'orthèses imprimées en 3D est un choix logique, avec des avantages tels que la rapidité et l'économie de production, ainsi que la possibilité de personnaliser ces dispositifs médicaux imprimés en 3D avec des mesures et une personnalisation précises. Les orthèses imprimées en 3D en particulier peuvent être fabriquées avec une durabilité exponentiellement plus grande, mais peuvent également être modifiées ou remplacées facilement.
Shapeways recommande les matériaux et la technologie suivants pour les orthèses et prothèses imprimées en 3D :
Nylon 11 [PA11(SLS)] – Imprimé en 3D avec Frittage Laser Sélectif (SLS), ce matériau est durable et offre une bonne résistance aux chocs ainsi qu'une résistance élevée à la traction. Le nylon 11 [PA11(SLS)] est offert en blanc, avec une finition standard. Explorez plus en détail les directives de conception de ce matériau ici.Nylon 12 [plastique polyvalent] – S'appuyant également sur l'impression 3D SLS, ce matériau est extrêmement durable et adaptable, que les pièces nécessitent de la rigidité ou de la flexibilité. Le nylon 12 [plastique polyvalent] est disponible pour la teinture en huit couleurs différentes avec une variété de finitions allant de Standard à Premium et Smooth. Explorez plus en détail les directives de conception de ce matériau ici.Multi Jet Fusion PA12 – Convient également aux prothèses et aux orthèses, ce matériau polyvalent imprimé en 3D avec Multi Jet Fusion offre résistance et durabilité, deux caractéristiques importantes pour les pièces qui ont tendance à être manipulées beaucoup au fil du temps . MFJ PA12 est disponible en noir et gris, avec la finition naturelle ou lisse. Pour en savoir plus sur les directives de conception du MJF PA12, cliquez ici.
Les outils chirurgicaux imprimés en 3D permettent aux professionnels de la santé
Avec l'impression 3D qui dirige les soins spécifiques aux patients, tout le monde est responsabilisé – des patients qui ne doivent plus lutter dans un monde de produits médicaux génériques – aux chirurgiens qui peuvent désormais compter sur des outils qui correspondent aux matériaux utilisés et aux techniques exécutées. Les implants imprimés en 3D offrent d'énormes progrès en médecine, mais encore plus lorsqu'ils sont accompagnés d'outils chirurgicaux imprimés en 3D spécifiques aux produits utilisés et aux préférences du médecin.
Voici des exemples d'outils chirurgicaux typiques imprimés en 3D :
PincesPincesManches pour scalpelsHémostatsTourne-aiguillesPlateaux chirurgicaux
Shapeways recommande les matériaux suivants pour les guides et outils chirurgicaux imprimés en 3D :
Nylon 12 [Plastique polyvalent] – Utilisé avec la technologie SLS pour fabriquer des guides et des outils chirurgicaux solides imprimés en 3D, ce matériau est très populaire dans un large éventail d'applications en raison de sa capacité à être flexible pour les pièces plus minces tout en étant rigide pour les pièces plus épaisses et les prototypes. Explorez plus en détail les directives de conception de ce matériau ici. Acier inoxydable 316L – Convient aux outils chirurgicaux, ce métal industriel est résistant à la corrosion et extrêmement solide, utilisé avec la technologie de projection de liant. Explorez les directives de conception pour ce matériau plus loin ici.
À propos de Shapeways
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