Filament, poudre, résine… 10 matériaux pour l’impression 3D médicale

matériaux dédiés à l'impression 3d médicale

Modèle anatomique imprimé avec la résine Vero de Stratasys sur la J750

Le boom de l’impression 3D médicale coïncide avec l’arrivée de nouveaux matériaux spécialement conçus pour la fabrication de dispositifs médicaux. Plusieurs fabricants établis de machines mais aussi des start-up, ont développé des matériaux d’impression 3D à même de répondre aux normes strictes de cette industrie.

Alors que près de 100 % des prothèses auditives sont actuellement imprimées en 3D, la fabrication additive continue de gagner du terrain dans le secteur dentaire et de la chirurgie. Les avantages apportés par cette technologie, notamment en terme de personnalisation et d’intégration de formes complexes, s’invitent désormais dans les pratiques des hôpitaux, laboratoires et universités. Des filaments polymères aux poudres métalliques Primante 3D vous propose un tour d’horizon des différents matériaux de qualité médicale disponibles sur le marché.

Dental SG Resin de Formlabs pour les dispositifs dentaires

résine dental sg

Le spécialiste de l’impression 3d SLA Formlabs, est l’un des premiers fabricants à avoir lancé sur le marché une gamme de résine pour la dentisterie. Spécialement conçue pour son imprimante 3D Form 2, sa résine Dental SG Form 2 permet aux prothésistes et dentistes de fabriquer rapidement en interne toutes sortes de dispositifs dentaires.

Utilisable pour une durée de moins de 24 h, ce matériau de Classe 1 biocompatible et transparent se destine aux guides chirurgicaux pour l’implantologie dentaire. Une fois imprimée (la précision peut atteindre les 100 microns), la pièce doit passer par un post-traitement réalisé avec les systèmes Form Wash et Form Cure, ainsi qu’une stérilisation en autoclave pour garantir une biocompatibilité optimale. La cartouche de 1 L est vendue 324 €.

Le MPU 100 de Carbon : une résine médicale multi-usage

résine MPU 100

Poignée d’outil chirurgical imprimée avec la résine MPU 100

Devenue rapidement célèbre grâce à sa technologie d’impression 3D ultra-rapide Digital Light Synthesis ™, la start-up californienne Carbon (anciennement Carbon 3D), a développé un résine de qualité médicale baptisée MPU 100. Les qualités de résistance, de biocompatibilité et de stérilité de ce polyuréthane, permettent la fabrication d’une vaste gamme de dispositifs à usage médical.

Les applications de cette résine de couleur blanche, vont des systèmes d’équipement médical (couvercles, adaptateurs…), aux instruments chirurgicaux en passant par des dispositifs en contact avec la peau (prothèses) ou avec les médicaments. (piluliers, inhalateurs…). Testé selon les normes USP VI et ISO 10993-5, le MPU 1000 est compatible avec les méthodes de stérilisation à l’oxyde d’éthylène, à faisceau d’électrons et gamma. La résine est uniquement compatible avec les imprimantes 3D M2 de Carbon.

Copper 3D et sa gamme de filaments antibactériens

filament PLACTIVE

Copper3D Inc est une start-up basée au Chili et aux Etats-Unis, qui a développé une gamme de filaments dont la particularité réside dans son pouvoir antibactérien. La présence d’un additif breveté à base de nanoparticules de cuivre, permet à ce matériau d’éliminer de manière très efficace les champignons, les virus et les bactéries, tout en étant inoffensif pour l’homme.

Des tests menés par la NASA ont démonté que le filament PLACTIVE de Copper3D, était efficace à 99,99% contre les bactéries Staphylococcus aureus et Escherichia coli (E. coli). Validé par la FDA, et conforme aux normes CE No. 1935/2004 et No. 2023/2006 relatifs à l’inertie chimique des composés organiques, ce filament PLA est parfaitement conforme à l’élaboration de dispositifs médicaux.

Le PLACTIVE de Copper3D est vendu en bobine de 1,75 mm ou 2,85 mm, dans trois couleurs : rouge, vert et bleu. D’autres filaments antibactériens seront prochainement proposés par le fabricant, dont un PETG dénommé NANOCLEAN et un flexible MDFLEX.

Résine polyjet VeroDent MED670 pour les modèles dentaires

VeroDent MED670

Le leader mondial de l’impression 3D Stratasys dispose d’une gamme très complète de machines et de matériaux dédiée à la dentisterie. Au nombre de 5, ses imprimantes 3D basées sur la technologie Polyjet permettent d’imprimer un large panel de dispositifs dentaires. De couleur pêche, la résine VeroDent MED670 est idéale pour réaliser des modèles dentaires et orthodontiques.

Elle permet de bien visualiser les différents éléments posés dessus pour simuler par exemple un bridge ou un appareil dentaire. Les autres matériaux développés par Stratasys pour la dentisterie, sont la résine biocompatible MED610 homologuée pour un contact avec la muqueuse, le VeroDentPlus MED690 pour les couronnes et les bridges, ou encore le VeroGlaze MED620 idéal pour les modèles en cire.

Facilan Ortho de ElogioAM : un filament pour l’orthopédie

Semelle de chaussure imprimée sur filament Facilan Ortho

Semelle de chaussure imprimée sur filament Facilan Ortho

Née en 2018 du rapprochement entre le fabricant néerlandais de filaments 3D4makers, et une entreprise suédoise de produits chimiques du nom de Perstorp, la start-up ElogioAm a été créée dans le but de fournir aux imprimantes 3D FDM des filaments spécialisés dans les applications médicales.

Dans cette gamme de filament, on retrouve notamment le Facilan Ortho, un matériau dédié à l’impression 3D d’orthèses. Développé avec des producteurs et monteurs d’orthèses, mais aussi des patients, ce filament vise à fournir des orthèses plus confortables, plus souples, qui s’ajustent mieux, mais qui adhèrent aussi mieux aux textiles. Il peut être utilisé pour divers dispositifs tels que des attelles ou des semelles. Le filament conditionné en bobine de 750 grammes 1,75 ou 2,85 mm est vendue 92 €.

E-Shell® 300 Series pour les prothèses auditives

E-Shell 300 pour prothèses auditives

Le fabricant d’imprimantes 3D EnvisionTec propose une large gamme de résines médicales compatibles avec sa technologie DLP. Très présente sur les applications de dentisterie, l’entreprise allemande propose aussi une résine spécialement conçue pour la fabrication de prothèses auditives. Dénommé E-Shell 300, ce matériau doté d’une bonne rigidité et durabilité, permet l’impression de coques d’appareils auditifs et d’otoplastiques. Le résultat sont des pièces opaques, résistantes à l’eau et à la transpiration

La résine destinée à son imprimante 3D Perfactory P4K Series, se décline dans plusieurs teintes transparentes différentes comme le blanc, le rose, le rouge et le bleu.

Filament Fortis LL Healthfil Naturel : pour les bustes et corsets

filament Fortis LL Healthfil

Corset imprimé avec le filament Fortis LL Healthfil

Reconnu pour la qualité de ses filaments professionnels, le fabricant italien TreeD a créé « Healthfil », une gamme spécialement dédiée aux applications médicales. Fortis LL est un filament orthopédique à mémoire de forme certifié pour entrer en contact avec la peau. Son élasticité, sa résistance élevée à l’usure et à l’allongement, ainsi que sa légèreté, en font un matériau idéal pour réaliser des appareils orthopédiques sur-mesure tels que des corsets, des bustes, ou des orthèses de jambe.

Le Fortis LL Healthfil est un filament 1,75 mm de couleur clair (la photo est non contractuelle). Son prix est d’environ 75 € la bobine de 750 g.

PlasTCure Clear 200 de Prodways pour les modèles chirurgicaux

Modèle anatomique imprimé en 3d

Modèle anatomique imprimé avec la résine PlasTCure Clear 200

PlasTCure Clear 200 est une résine d’impression 3D que l’on doit au leader français de la fabrication additive Prodways. Biocompatible, ce matériau caractérisé par son ultra-transparence, convient parfaitement aux applications médicales. Certifié comme dispositif de classe I, et conforme à la réglementation européenne 93/42 / CEE, PlasTCure Clear permet notamment l’impression de modèles chirurgicaux. Les pièces finales peuvent en outre être stérilisées selon les recommandations.

Le PlasTCure Clear 200 est un matériau rapide, adaptable à d’autres applications non médicales. Il est compatible avec l’ensemble de la gamme ProMaker L Series qui exploite la technologie à haute vitesse et précision MOVINGLight®. Acteur historique de l’impression 3d dentaire, Prodways produit également une vaste gamme de matières pour ce secteur, mais aussi une pâte chargée en céramique pour les substituts osseux.

Poudre de titane LaserForm Ti Gr23 pour les implants

Implants en titane fabriqués par impression 3d

Implants en titane imprimés avec le LaserForm Ti Gr. 23 sur une ProX DMP 320

Les poudres métalliques comptent aussi parmi les matériaux d’impression 3D aujourd’hui disponibles pour l’industrie de la santé. Le constructeur américain 3D Systems par exemple, a mis au point un alliage de titane destiné à la fabrication de dispositifs médicaux tels que des implants ou des appareils orthodontiques. D’une grande pureté, cette poudre appelée LaserForm Ti Gr. 23, combine à la fois résistance très élevée à la rupture et une excellente biocompatibilité.

Le LaserForm Ti Gr. 23 est compatible avec les systèmes DMP Flex 350 et DMP Factory 350, deux imprimantes 3D métal basées sur la technologie Direct Metal Printing (DMP).

Pâte céramique 3D Mix HAP pour les substituts osseux

pâte céramique 3DMIX

Le spécialiste français de l’impression 3D céramique 3DCeram a développé plusieurs consommables de qualité médicale adaptée à ses imprimantes CERAMAKER. Sa gamme de pâtes 3DMIX comporte notamment la céramique HAP (Hydroxyapatite/TCP : apatite de calcium), un matériau biocompatible dont la composition chimique très proche de l’os permet la fabrication des substituts osseux. (cages inter-vertébrales, implants crâniens et maxillaires…).

Mentionnons également la pâte céramique Alumina Toughened Zirconia ATZ, un autre matériau biocompatible qui allie les propriétés des alumines et des zircones. Sa résistance à l’usure et aux chocs thermiques, ouvre de nombreuses applications dans le domaine du biomédical.

Mais aussi : 3D-Bioplotter LT Support RG pour les tissus biologiques

biogel pour la bioimpression

D’un tout autre genre car destiné à des applications de bio-impression, le matériau 3D-Bioplotter LT Support RG est un hydrogel utilisé comme support pour l’impression de cellules vivantes. Développé par EnvisionTec, ce dérivé de cellulose utilisé comme biomatériau sacrificiel peut être retiré dans un bain d’eau distillée ou de milieu nutritif à la température du corps.

Le matériau est biocompatible avec les cellules, garantissant que les résidus ne nuisent pas aux propriétés biologiques de l’impression finale. La dissolution complète peut prendre quelques heures en fonction du mouvement du liquide et de la température.

L’utilisation du matériau 3D-Bioplotter LT Support RG est recommandée pour la gamme de bio-imprimantes 3D 3D-Bi3oplotter® d’EnvisionTec.