L’impression 3D pour aider à reconstruire les oreilles d’enfants atteints de malformation

oreille scannée

Les professionnels de la santé prêtent une oreille de plus en plus attentive aux nombreux bénéfices de l’impression 3D, notamment en terme de personnalisation. Combinée aux techniques d’imagerie 3D, cette technologie devient particulièrement pertinente pour la fabrication de prothèses et d’implants sur-mesure. Le recours exponentiel aux technologies 3D dans le secteur dentaire témoigne de cette évolution.

Alors que la première greffe mondiale d’os imprimés en 3D de l’oreille moyenne a été réalisée dernièrement en Afrique du Sud, en Ecosse, l’hôpital Royal pour Enfants Malades d’Edinbourg utilise l’impression 3D pour soigner les enfants atteints de microtie.

Ce terme médical désigne une malformation congénitale du cartilage de l’oreille, souvent accompagnée d’un handicap auditif. Pour certains des patients atteints de ce handicap, le pavillon de l’oreille peut être parfois si petit qu’il parait même absent. « Avec 1 bébé sur 6000 né avec cette malformation, au moins 10 jeunes patients sont traités chaque année, en Ecosse. » Apprend-t-on dans un communiqué.

Habituellement la méthode employée pour soigner cette maladie consiste à prélever du cartilage des côtes des patients pour les adapter « en forme d’oreille ». Mais récemment l’équipe soignante de l’hôpital d’Edinbourg a commencé à s’intéresser aux solutions d’imagerie en 3D dans le but d’optimiser la procédure préopératoire de reconstruction auriculaire.

« l’Artec Spider capture en détails la structure complexe de l’oreille externe et le canal auriculaire »

conception avec le logicel Leios

logiciel Monofab Arm-10 de Roland DG

On apprend qu’un scanner 3D Artec Spider a été utilisé par l’équipe médicale pour effectuer des tests, lesquels ont alors rapidement démontré l’efficacité et les capacités de l’imagerie haute résolution dans le domaine de la réparation de malformations. L’impression d’échantillons sur une imprimante 3D a alors débuté.

« Les scanners 3D haute résolution sont très adaptés à la capture d’images de surfaces plus profondes à l’intérieur du canal de l’oreille et de la zone entre l’oreille et la tête. » Explique Artec. « Pendant le scan, l’Artec Spider capture en détails la structure complexe de l’oreille externe et le canal auriculaire, collectant des données supplémentaires très utiles. Ensuite, les images sont téléchargées dans Artec Studio, où elles sont rapidement alignées et fusionnées pour construire un modèle numérique 3D de l’oreille. »

Dans le cas présenté ci-contre, une petite fille du nom de Ellie atteinte de microtie bilatérale (c’est à dire des deux oreilles), c’est l’oreille de sa sœur qui ne souffre pas de cette maladie, qui a été scannée à la place.

La dernière étape dans la phase de conception consiste à vérifier la surface de l’oreille. Le recours au logiciel Leios a permis d’enlever tout éléments inutiles et de définir l’épaisseur de la peau.

Au total, trois heures d’impression ont été nécessaires pour reproduire les oreilles. Les pièces imprimées à l’aide imprimante 3D de type SLA, le modèle MonoFab ARM-10 de Roland DG, sont ensuite nettoyées dans une solution l’isopropanol, puis durcies quelques minutes sous une lampe UV. Le post-traitement s’achève enfin par une stérilisation des dispositifs, avant qu’ils ne partent au bloc opératoire où ils serviront de gabarit 3D pour la reconstruction de l’oreille.

Une collaboration avec le Centre pour la Médecine Régénérative de l’Université d’Edimbourg

imprimante 3D Monofab Arm-10 de Roland DG

prothèse d'oreille

Forte de ces premiers résultats, l’équipe soignante de l’hôpital d’Edinbourg vise désormais plus haut. L’objectif ultime sera à l’avenir de reconstruire une oreille complète faite de vraies cellules. Pour se faire, une collaboration est menée avec le Centre pour la Médecine Régénérative de l’Université d’Edimbourg, où le Professeur Bruno Peault et le Dr Chris West ont isolé avec succès des cellules souches humaines à partir de gras. Le Dr West a identifié plusieurs polymères (parmi une bibliothèque de 10 000 approuvés par la FDA) sur lesquels les cellules souches se sont attachées. Les cellules produisent alors du cartilage sur la surface du polymère.

L’espoir est qu’en combinant la technologie de scan d’Artec 3D, la technologie d’ingénierie des tissus et de liposuccion, il soit possible de produire de vraies « images miroir de l’oreille opposée » qui pourraient être implantées, pour à terme ne pas avoir besoin d’utiliser du cartilage des côtes.

Cette technique d’ensemencement avec des cellules de cartilages a déjà été expérimentée avec succès par des scientifiques chinois en 2018. Après deux ans et demi de suivi, des enfants atteints de microtie avaient montré une formation nette de cartilage de l’oreille, voir totale pour certains d’entre-eux.