Magazine Mercredi 12 décembre 2018 - 07:00

Reconstruction d’une mâchoire inférieure en fabrication additive

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Le Centre de recherche industrielle du Québec (CRIQ) s’engage dans l’exploration et l’utilisation de la fabrication additive. Son objectif est d’utiliser cette technologie pour développer le système de santé canadien. En partenariat avec le CHU du Québec, le CRIQ a produit un implant de mâchoire personnalisée.

Le CRIQ est un organisme d’État dédié à la recherche et à l’innovation industrielles. Il relève du ministère de l’Économie, des Sciences et de l’Innovation du Québec. Depuis plus de cinquante ans, il développe des expertises en productivité et en compétitivité industrielle. Il fournit également des conseils et des services en innovation au Québec. Depuis quelques années, il s’intéresse aux technologies additives. Des équipes du CRIQ ont développé des habiletés en conception assistée par ordinateur, une étape incontournable dans l’impression 3D. D’autres scientifiques en génie mécanique travaillent sur le volet de l’optimisation de pièces industrielles par le traitement de l’image et assurent la numérisation ainsi que l’inspection de pièces par vision numérique. Enfin, le Centre de recherche a investi dans des imprimantes 3D, dont une machine Arcam GE Additive.

La fabrication additive peut-elle améliorer la vie des patients­ ?

En 2016, le CRIQ a signé avec le CHU du Québec un partenariat médical impliquant cinq hôpitaux de la région, dont l’objectif est de travailler sur les nouvelles technologies qui permettront – à court ou à moyen terme – un impact positif sur le secteur médical et qui amélioreront la vie des patients. Au sein des premiers travaux de recherche qui ont été menés, les chercheurs ont utilisé les technologies additives pour faire évoluer la conception et la fabrication des implants de mâchoire, développés sur mesure pour les patients. Les travaux portent sur l’ensemble du cycle de production ainsi que sur la validation et la certification médicale de la pièce.

Fabrication d’un implant de mâchoire inférieure

L’équipe du CRIQ, en collaboration avec le CHU de Québec, a géré l’ensemble de la chaîne de fabrication d’un implant de mâchoire inférieure :

1. conception et dessin CAO des implants ;

2. impression de l’implant et post-traitement ;

3. nettoyage et stérilisation.

Dans ce cas précis, la fabrication additive a permis au CRIQ de produire en trois semaines des implants personnalisés pour lesquels il aurait fallu six semaines avec les méthodes de fabrication traditionnelle. Ces implants ont été imprimés sur une machine Arcam GE Additive EBM Q10plus. Le processus de certification médicale, mené par Santé Canada, a débuté en octobre 2017 et devrait être remis avant la fin de l’année 2019. À partir de cette date, le CRIQ pourra commencer la production des pièces.

Analyse de rentabilité

Le Centre de recherche industrielle ne s’intéresse pas uniquement à la production et aux technologies de fabrication. Il prend également en compte l’analyse des coûts ainsi que la rentabilité de la production des implants. Il étudie les technologies permettant d’améliorer la vie des patients, mais aussi les moyens de réduire les coûts globaux. Pour cela, il ne calcule pas seulement le coût pour un implant, mais aussi les coûts sur l’ensemble du système de production. « L’analyse de rentabilisation n’est pas une simple comparaison.

Elle doit être justifiée par l’impact à l’échelle du système. Si un implant spécifique à un patient peut accélérer son rétablissement, réduire les risques et diminuer les coûts globaux des soins de santé pour le gouvernement du Québec, alors nous avons une réelle analyse de rentabilisation », a déclaré François Gingras, directeur des équipements industriels et de la productivité au CRIQ.

L’industrie des dispositifs médicaux est l’une des industries pionnières dans l’utilisation de la fabrication additive.

Continuer à développer la fabrication additive dans le secteur médical

« L’industrie des dispositifs médicaux est l’une des industries pionnières dans l’utilisation de la fabrication additive. Cette technologie permet aux entreprises de fabriquer des implants spécifiques aux patients et des dispositifs personnalisés en petite série. Elle permet un processus industriel rentable. De plus, elle répond aux besoins de traitements plus individualisés dans le domaine de la santé », a déclaré Stephan Zeidler, directeur du développement commercial médical chez GE Additive. « L’amélioration des soins aux patients en orthopédie, en implantologie et en dentisterie exige des produits médicaux de haute précision et parfaitement adaptés. Dans le domaine de la technique médicale et dentaire, il existe une demande pour des pièces fabriquées sur mesure, en petite série. Celles-ci doivent répondre à des normes de très haute qualité en matière de matériaux et de fabrication. »

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