Encore trop méconnue, la faculté de l’impression 3D à interagir directement avec notre corps est pourtant l’une des facettes les plus fascinantes de cette technologie. Au-delà des avancées qui ont récemment pu être enregistrées en termes de bioimpression, la fabrication additive a cette capacité presque toute aussi magique à aider notre squelette à se réparer.
L’arrivée de matériaux d’un genre très particulier dits « de comblement osseux » sur le marché de l’impression 3D, offre aujourd’hui cette possibilité de produire des dispositifs sur-mesure très proches des caractéristiques de l’os. La céramique, par ses propriétés exceptionnelles de résistance, sa biodégradabilité, sa biocompatibilité et son action anti-bactérienne, en font un candidat idéal pour ce type d’applications. Qu’il s’agisse tout aussi bien d’implants, que de substituts osseux.
Sur ce créneau très spécifique, la société d’impression 3D céramique Lithoz s’est faite un nom. Connu pour ses imprimantes 3D industrielles céramique, ce fabricant autrichien a élaboré un nouveau matériau céramique amélioré dont les caractéristiques se rapprochent encore davantage de l’os humain. Il s’agit plus exactement d’une résine formulée pour sa technologie propriétaire Lithography-based Ceramic Manufacturing (LCM), un procédé d’impression 3D basé sur la photopolymérisation.
Appelé LithaBone HA 480, ce matériau que Lithoz indique avoir développé en « collaboration intensive » avec les utilisateurs précédents de ses produits de substitution de greffe osseuse, présenterait des améliorations substantielles. La société se félicite en effet de plusieurs progrès réalisés notamment sur les propriétés mécaniques, les géométries possibles sur la taille de la structure en treillis, mais aussi la capacité de traitement.
« …d’excellents résultats en termes de précision d’ajustement, de tolérabilité et de succès de cicatrisation »
Exemple d’implant osseux imprimé avec la nouvelle céramique de Lithoz (crédits photo : Lithoz)
Mais le point le plus intéressant selon Lithoz, réside dans les épaisseurs des parois qu’autorise ce nouveau matériau. Beaucoup plus élevées, soit 1,6 mm par le passé, à 10 mm aujourd’hui, celles-ci offrent une liberté géométrique bien plus grande à ses utilisateurs. Le fabricant ajoute également que la durée de vie du LithaBone HA 480 a une durée de conservation dix fois plus longue et qu’il permet un nettoyage plus facile des pièces, ce qui signifie une plus grande disponibilité et des processus plus rapides.
L’ingrédient central du LithaBone HA 480 qui en fait un matériau à la fois biocompatible et biorésorbable, est le phosphate de calcium. Un minéral naturel appelé aussi hydroxyapatite, qui est l’élément majeur de l’os humain. C’est cet additif qui permet aux cellules osseuses d’adhérer plus rapidement aux substituts osseuse. Un phénomène appelé ostéointégration que l’impression favorise également en permettant un meilleur contrôle de la localisation de la porosité, ainsi que sa géométrie. Le résultat est une accélération osseuse et par conséquent une récupération plus rapide du patient.
Le premier client à avoir pu expérimenter ces bienfaits est KLS Martin, une entreprise de technologie médicale qui imprime en 3D des implants de substitution osseuse depuis 2015. « Chez KLS, nous produisons des implants CMF à usage humain sur notre imprimante Lithoz CeraFab depuis 2015, avec d’excellents résultats en termes de précision d’ajustement, de tolérabilité et de succès de cicatrisation », a commenté Adem Aksu, directeur du développement des biomatériaux chez KLS.
« Nous avons déjà eu la chance de travailler avec HA 480 et les résultats sont exceptionnels : des propriétés mécaniques sur une épaisseur de paroi plus élevée à la taille et aux structures en treillis, LithaBone HA 480 nous a convaincus d’une amélioration considérable par rapport à son prédécesseur. »
Le LithaBone HA 480 vient renforcer un portefeuille comprenant déjà une dizaine d’autres matériaux céramique dont les propriétés permettent au fabricant australien de couvrir des secteurs aussi variés et exigeants que l’aérospatial ou le dentaire. L’un des derniers lancés cette année par Lithoz est un carbure de silicium infiltré (SiSiC). À la fois léger et dur celui-ci se distingue par sa très bonne conductivité thermique et sa dilatation thermique minimale. Des propriétés idéales pour concevoir par exemple des échangeurs de chaleur, ou des buses et embouts pour différents types de brûleurs.
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