Magazine Jeudi 8 novembre 2018 - 07:30

La fabrication additive au cœur des soins dentaires et la bio-impression

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Depuis de nombreuses années, la fabrication additive a investi le monde médical, notamment pour le secteur dentaire, porteur de la technologie. Mais d'autres innovations, comme les avancées dans la bio-impression, pourraient également révolutionner les soins médicaux. Présentation et explication !

Le secteur médical, dentaire compris, représentent, selon le cabinet Smartech Publishing, 11,3 % des utilisateurs des technologies de fabrication additive. Leur principal intérêt porte sur sa capacité à produire des pièces personnalisées et sur mesure. En 2027, le marché dentaire devrait représenter une opportunité de 9,5 milliards de dollars pour le secteur.

La 3D mord !

Des orthèses aux prothèses

Les technologies de fabrication additive et d’impression 3D ont permis à l’industrie dentaire de développer leur utilisation des technologies numériques. En utilisant celles-ci, il est possible de simplifier la chaîne de production en obtenant des structures denses, mais possédant un niveau de microporosité qui améliore l’ostéo-intégration des implants. Des dizaines de milliers d’implants métalliques, d'orthèses dentaires et de couronnes sont imprimés en 3D chaque année. Les accolades dentaires, quant à elle, sont produites indirectement‑ : les moules sont imprimés en 3D, puis ils sont utilisés pour fabriquer des orthèses. Plusieurs millions de moules sont imprimés chaque année. La production de couronnes dentaires est similaire.

L’impression 3D s'est rapidement imposée dans le secteur dentaire car elle offre la possibilité de personnaliser les produits. Les coûts de production ont également été diminué, notamment grâce à l’introduction d’une nouvelle gamme de scanners numériques intra-oraux. Le secteur devrait donc continuer à se développer en tirant bénéfice de ces technologies. D'autres domaines, comme celui de la production de prothèses, dominé par la technologie d'usinage, devraient intégrer la fabrication additive à leur process de production.

Garantir un meilleur futur

Dario Tamburrano, dentiste et membre du Parlement européen, nous a récemment expliqué que « l’impression 3D n’est pas seulement le futur, mais également le présent. Elle permet à l’impossible de devenir réalité. L’innovation technologique doit être surveillée de près et abordée sur le plan politique pour éviter et prévenir les applications dangereuses, comme cela s’est produit avec l’énergie nucléaire. Le développement des compétences et la formation jouent un rôle clé. Les jeunes étudiants doivent être entendus, en particulier en matière d’innovation. Les technologies avancées doivent être reconsidérées pour éviter les erreurs de la révolution industrielle, et afin de parvenir à une meilleure redistribution des revenus et de la richesse, mais aussi de permettre une réduction du temps de travail. C’est fondamental pour soutenir la synergie entre les dentistes et les professionnels des laboratoires dentaires ».

Pour le Dr Gerhard Seeberger, actuel président désigné de la Fédération dentaire mondiale (FDI) et président de l’Académie de dentisterie internationale, « la prévention des maladies et la promotion de la santé doivent être reconnues comme le moyen le plus durable de garantir une santé bucco-dentaire accessible et abordable avec un impact minimal sur l’environnement. Les fabricants de produits dentaires devraient être encouragés à développer des technologies et des matériaux dentaires plus durables et à utiliser des matériaux biodégradables et / ou recyclables dans la mesure du possible. Par exemple, les résines pour la fabrication additive 3D doivent être exemptes de bisphénols (A et S) et d’autres perturbateurs endocriniens. L’utilisation de technologies à faible consommation d’énergie et peu polluantes doit être encouragée ».

Stefano Colasanto, membre du conseil d’administration de l’AIO (Association italienne de chirurgiens-dentistes), explique que « l’inclusion de la fabrication additive en dentisterie peut garantir une situation gagnant-gagnant pour une profession de santé bucco-dentaire socialement responsable. L'AIO dirige un groupe d’associations dentaires en Europe avec le soutien du CED (Conseil des dentistes européens). Il a mis en place un programme pour développer et soutenir l'utilisation des technologies additive en dentisterie. Celui-ci porte sur les connaissances actuelles, l’expérimentation et les technologies ».

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La bio-impression : défis et opportunités

Définition et réflexion

La bio-impression est une technique de fabrication additive permettant l’impression tridimensionnelle de couches successives de cellules sur des bio matrices. Elle permet de reconstituer la structure d’un tissu ou d’un organe. Elle est une technologique porteuse d'espoirs qui pourrait sauver des vies grâce à la production de tissus, de plus en plus rare. Selon le rapport Research and Markets, publié en juin 2018 , le marché mondial de la bio-impression devrait atteindre 4,7 milliards de dollars d’ici 2025.

Comme l’a récemment indiqué un rapport du docteur Philip Boucher du STOA (Évaluation des choix scientifiques et technologiques du Parlement européen), la bio-impression 3D est définie comme « l’utilisation de la technologie d’impression 3D pour des applications matériel ou non, que le but soit médical ou non. Cela comprend toutes les applications de rééducation, de support ou d’augmentation de toute fonctionnalité biologique ». Cette étude a été commandée par le député européen Dario Tamburrano et réalisée par le Groupe européen d’évaluation technologique (ETAG), sous la direction du STOA. Celle-ci a suivi la méthodologie de prospective du STOA, qui commence par l’identification des tendances générales et de leurs impacts potentiels, avant de passer à l’élaboration de scénarios pour soutenir l’exploration des futurs possibles et, enfin, aux réflexions sur les moyens de préparer et de façonner l’avenir. L’approche de la réglementation, la gestion de la répartition des coûts et des bénéfices ainsi que le rôle des citoyens dans le développement technologique représentent trois défis majeurs. L’étude propose des options distinctes en réponse aux différentes problématiques. Elle analyse les impacts de la technologie de bio-impression : aspects sociaux, éthiques et économiques. Elle identifie les principales problématiques, les défis et les solutions possibles.

Au cœur de la réflexion, les problèmes de transplantation : la bio-impression 3D pourrait offrir de gros avantages dans ce domaine. Aux États-Unis, le nombre de patients en attente d’un donneur d’organes a quintuplé au cours des vingt-six dernières années. Le nombre de donneurs ne représentait que 13 % de la demande, bien que les chiffres aient doublé au cours des deux décennies précédentes. La situation est telle qu’en moyenne dix-huit personnes meurent chaque jour aux États-Unis en raison du manque d’organes disponibles. D’autres pays sont confrontés à des problèmes similaires : selon les statistiques du NHS, le système britannique de santé publique, 429 patients sont décédés en 2014 au Royaume-Uni alors qu’ils étaient en liste d’attente pour une transplantation d’organe, dont 38 pour une transplantation cardiaque. De l’autre côté du globe, l’Australie fait face à une pénurie critique de tissus provenant de dons, notamment de peau, d’os, de valvules cardiaques et de tendons. Le Japon lutte également contre le manque de tissu cutané pour sauver les personnes victimes de brûlure.

Les principales sociétés de bio-impression

En juin 2018, la société française Poietis et l’entreprise belge Prometheus, une division de Skeletal Tissue Engineering, ont annoncé la signature d’un accord de collaboration de deux ans pour développer des tissus pour la régénération du cartilage. Quelques mois plus tôt, le leader français dans la bio-impression avait signé avec le laboratoire pharmaceutique Servier un partenariat scientifique portant sur l’utilisation de la technologie de bio-impression 4D de Poietis pour le développement et la production de tissus hépatiques. Le but est d’imiter in vitro le tissu hépatique humain et de faire progresser « notre compréhension des mécanismes d’hépato-toxicité et d’offrir des tests pour détecter, le plus tôt possible, d’éventuels effets délétères lors du développement de nos médicaments », a déclaré Nancy Claude, directeur de la sécurité non clinique chez Servier.

La société californienne Organovo a développé une gamme de tissus humains destinés à la recherche médicale et à la découverte de médicaments­: des tissus classiques, des modèles porteurs de maladies, ainsi que des tissus destinés aux soins cliniques des patients. En 2014, elle annonçait le succès de l’impression de tissus hépatiques fonctionnant comme un vrai foie pendant des semaines. Un an plus tard, des tissus tubulaires de rein humain entièrement fonctionnels ont été générés avec la machine 3D Bio-printer de la société. Organovo s’est également associée à L’Oréal pour faire progresser le développement de la peau synthétique et les premiers produits bio-imprimés de la société, devraient être approuvés par la FDA en 2018 .

D’autres sociétés de bio-impression existent, comme la société américaine, United Therapeutics 3D, qui produit des tissus pulmonaires. CELLINK développe à la fois des machines de bio-impression et des matériaux pour fournir des modèles prêts à imprimer aux chercheurs et aux professionnels de la santé. En Espagne, l’université Charles-III de Madrid et la société de bio-ingénierie Bio-Dan Group ont présenté un prototype de bio-imprimante 3D pour produire de la peau humaine.

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Le système de bio-impression 4D NGB-R de Poietis combine la bio-impression assistée par laser, par micro-vanne et/ou par extrusion. Il permet l'impression de la cellule unique aux sphéroïdes.

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