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Le secteur médical compte, avec l’aéronautique et l’automobile, parmi les industries porteuses des technologies additives. Les dentistes, les chirurgiens, les prothésistes, les orthésistes, mais aussi les pharmaciens et les biologistes utilisent la fabrication additive et l’impression 3D. Les modèles chirurgicaux et les aides à la visualisation, obtenus après une numérisation et/ou une conception 3D, sont également de plus en plus utilisés dans les hôpitaux et les universités. A3DM Magazine proposent une série d’articles analysant et traitant le secteur de la fabrication additive médicale.

Le secteur médical représente, selon le cabinet Smartech Publishing, 11,3 % des utilisateurs des technologies de fabrication additive. Les principaux avantages que cette technique offre pour l’industrie médicale sont : la capacité à produire des pièces personnalisées, à concevoir des modèles sur mesure, mais également la possibilité de fabriquer rapidement et localement. Ces dispositifs « adaptés au patient », ou « spécifiques au patient », sont créés à partir de données d’imagerie personnelles à un patient, et donc directement fabriqués sur mesure. Ils sont extrêmement rentables pour le secteur. 

Les applications de la fabrication additive dans le médical

Les applications de la fabrication additive évoluent rapidement avec le temps… à l’image des machines et des procédés en impression 3D. Plus les professionnels connaissent et éprouvent la technologie, plus les réalisations sont nombreuses ! Voici quelques exemples de conception et d’utilisation de l’impression 3D et de la fabrication additive dans le secteur médical.

  • La fabrication d’implants personnalisés et de dispositifs médicaux, tels que les prothèses auditives ou encore les implants dentaires, est éprouvée. Le premier implant de mâchoire, imprimé en 3D, a été réalisé en 2012. Cette pièce a été conçue grâce au procédé SLM, à partir de poudre de titane, en deux jours.
  • L’impression de modèles spécifiques, comme des guides, peut être utilisée pour de la simulation en chirurgie. Par exemple,le service d’urologie et de transplantation rénale du CHU de Bordeaux, en collaboration avec l’Institut d’urologie de Los Angeles et le service d’urologie de Tokyo ont imprimé un modèle 3D, spécifique à la pathologie tumorale rénale.
  • La fabrication de produits tels que des stéthoscopes. 
  • L’impression de médicaments.
  • Enfin, la bioimpression possède des applications potentielles sur la peau, les cellules osseuses, des organes creux et des organes solides.Elle est une technique de fabrication additive permettant l’impression tridimensionnelle de couches successives de cellules sur des bio matrices.

Réglementation du secteur médical

La réglementation est un élément important et un enjeu de taille. La commission européenne surveille de près le paysage réglementaire des dispositifs médicaux. L’arrivée de nouvelles technologies comme la fabrication additive et l’impression 3D nécessite surveillance et réglementation.

Les règlements proposés par la Commission européenne introduisent plusieurs changements. Une recommandation de 2013 doit faciliter l’application cohérente des évaluations de la conformité, stipulant des exigences supplémentaires pour effectuer des vérifications inopinées et la vérification de la documentation technique pour les fabricants de « Propre Marque Étiquetage » (Own Brand Labelling / OBL). En 2016, un accord a été conclu sur les « Medical Devices Regulations » (MDR) et le « In Vitro Diagnostic Devices Regulations » (IVDR) par le Comité permanent du Conseil européen (COREPER) et par le Comité du Parlement européen sur l’environnement, la santé publique et la sécurité alimentaire (ENVI) qui ont approuvé les deux versions finales des textes.

Procédés et matériaux

Les procédés de fabrication additive utilisés dans le secteur médical sont identiques à ceux exploités par les autres industries. Les principales techniques de fabrication couche par couche sont le procédé FDM (dépôt de matière - traduit de l’anglaisFused Deposition Modeling), la technologie stéréolithographie (SLA), l’impression 3D par fusion sélectif par laser (SLM – Selective Laser Melting), l’impression 3D par fusion de faisceau d’électrons (EBM – Electron Beam Melting), ou encore la technique DED (dépôt sous énergie concentrée) dont le procédé CLAD (Construction Laser Additive Directe)

Les principaux matériaux sont : le métal (aluminium, cobalt-chrome, acier, nickel, cuivre…), le polymère (polyétheréthercétone – PEEK, le polyéthercétonecétone – PEKK…), la céramique, mais aussi les biomatériaux, ou d’autres matériaux biocompatibles comme le 316L en acier et le cobalt-chrome alliages inoxydables.

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