Vous voulez un traitement médical amélioré ? Qu’en est-il des thérapies personnalisées pour les patients
Un nouveau procédé multimatériaux développé par des chercheurs au Royaume-Uni peut être utilisé pour fabriquer des prothèses et même des médicaments adaptés aux patients.
Les chercheurs ont développé une approche multi-matériaux pour imprimer en 3D des parties du corps artificielles personnalisées et d’autres dispositifs médicaux pour une meilleure forme et durabilité ainsi qu’une résistance bactérienne.
Une équipe de l’Université de Nottingham dirigée par Yinfeng He, professeur adjoint de transition à la faculté d’ingénierie, a développé un algorithme informatique capable de concevoir et de fabriquer des objets imprimés en 3D composés de deux matériaux polymères de rigidité différente qui empêchent également l’accumulation de biofilm bactérien.
L’objectif de la technologie est de combiner des techniques d’impression 3D multi-matériaux pour des performances optimisées pour les prothèses médicales personnalisées et d’autres dispositifs, a déclaré He, qui est également chercheur au Center for Additive Manufacturing de l’université. Nouvelles de conception.
Une articulation de doigt artificielle repoussant les bactéries avec une distribution de force personnalisée réalisée avec un nouveau processus d’impression 3D multi-matériaux développé par des chercheurs du Center for Additive Manufacturing de l’Université de Nottingham.
« Grâce à cette technique, nous sommes en mesure de sélectionner les matériaux en fonction des besoins spécifiques d’un patient, de les combiner et de les façonner en un appareil afin qu’il s’adapte parfaitement au patient », nous a-t-il expliqué. « Pour y parvenir, nous explorons en permanence de nouvelles chimies et ajustons nos imprimantes 3D pour nous assurer que les matériaux « collaboreront » dans un seul appareil et serviront mieux le patient en tant qu’« équipe ».
Relever le défi
Parce que chaque personne est différente, il est presque impossible que des dispositifs médicaux fabriqués en série répondent aux besoins spécifiques et complexes de chaque patient, a-t-il déclaré. Pour résoudre ce problème, son équipe a entrepris de créer un processus de conception unique et intelligent pouvant être appliqué aux dispositifs médicaux imprimés en 3D avec des formes et des fonctions personnalisables.
L’innovation développée par l’équipe comporte deux aspects clés. L’un est dans les matériaux, nous a-t-il dit. L’équipe a créé deux nouvelles formulations d’encre, chacune présentant des performances mécaniques différentes mais toutes deux résistantes à la formation de biofilm bactérien, compatibles avec l’impression 3D à jet d’encre, a-t-il expliqué.
« Le succès de ces deux encres nous a permis d’appliquer la dernière technologie d’impression 3D multi-matériaux à jet d’encre pour concevoir et produire des dispositifs médicaux avec non seulement des géométries personnalisables mais aussi des fonctions personnalisables », a-t-il déclaré. Nouvelles de conception.
Le deuxième aspect créé par l’équipe était d’appliquer un algorithme génératif pour concevoir la distribution de chaque matériau afin de maximiser ses performances uniques et de guider le processus d’impression 3D, a-t-il déclaré.
« La principale conclusion de nos recherches est que lorsque nous combinons différents matériaux dans un seul appareil, nous avons trouvé une méthode assistée par ordinateur pour concevoir un « plan directeur » pour chaque matériau afin qu’ils puissent être affectés à la position où ils sont le plus nécessaires. » il nous a dit. « Les performances globales d’un tel appareil sont meilleures que celles disposées de manière aléatoire. »
Résultats prometteurs et objectifs futurs
En utilisant leur technologie, l’équipe a réussi à produire un dispositif d’implant d’articulation des doigts sur mesure qui peut lutter contre la résistance bactérienne et les infections, ainsi que des pilules imprimées en 3D qui peuvent fournir des médicaments en fonction des besoins du patient, ont déclaré les chercheurs.
Cependant, ces objets ne sont que la pointe de l’iceberg pour ce qu’ils pensent pouvoir fabriquer en utilisant leur technologie, nous a-t-il dit.
« Nous pensons que cette technologie d’impression 3D multi-matériaux combinée à la conception assistée par ordinateur pourrait apporter une révolution dans la production d’appareils personnalisés avec des fonctions personnalisables », a-t-il déclaré. Nouvelles de conception.
Les chercheurs ont publié un article sur leurs travaux dans la revue Sciences avancées.
Les prochaines étapes de l’équipe seront de travailler avec des collaborateurs pour démontrer que ces dispositifs complexes et personnalisés peuvent être utilisés sur de vrais patients médicaux, a-t-il déclaré. Les chercheurs exploreront également l’utilisation de ce nouvel ensemble d’outils de conception et de fabrication dans d’autres dispositifs médicaux dotés de fonctions plus personnalisables, a-t-il ajouté.
