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Startup 3D du mois : AnatomikModeling et les implants 3D sur mesure

Publié le 2 novembre 2017 par Mélanie R.
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Il y a quelques mois, nous vous présentions la première prothèse trachéo-bronchique créée grâce aux technologies 3D par AnatomikModeling. Cette startup toulousaine conçoit des implants sur-mesure, totalement adaptés aux patients à partir de différentes technologies dont la fabrication additive. Elle fabrique également des modèles anatomiques afin que les chirurgiens puissent préparer au mieux des opérations délicates. Nous avons interrogé Benjamin Moreno, Directeur Général de la startup, afin d’en savoir plus sur le processus de création de ces implants 3D et comprendre l’impact des technologies 3D dans le domaine médical.

3DN : Pouvez-vous présenter AnatomikModeling et son lien avec les technologies 3D?

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Benjamin Moreno

AnatomikModeling est une jeune entreprise innovante fondée en 2015 suite à plusieurs années de Recherche & Développement menées avec le Professeur Jean-Pierre Chavoin, Ancien Chef de Service de Chirurgie Réparatrice et Esthétique et des Grands Brûlés du CHU de Toulouse et moi-même, Benjamin Moreno.  La société évolue dans le secteur des MedTechs, à savoir l’industrie des Dispositifs Médicaux. AnatomikModeling est spécialisée dans la Conception/Fabrication Assistée par Ordinateur (CFAO) d’implants 3D sur mesure à destination de la Chirurgie Réparatrice, la Chirurgie Thoracique, la Chirurgie Maxillofaciale/Orthopédique et la Pneumologie. La société appuie son savoir-faire sur la maîtrise et l’optimisation des technologies 3D telles que le traitement 3D de données issues de l’imagerie médicale (tomographie Rayons X, Imagerie par résonnance magnétique,…), le design 3D (CAO), la simulation informatique, l’usinage 3D (fabrication soustractive) et l’impression 3D (fabrication additive).

3DN :  Quel est le processus de fabrication d’un implant ?

On peut considérer deux grandes phases dans le processus de fabrication d’un implant :

PHASE DE CONCEPTION 3D : La première étape consiste à recevoir les données des patients (scanner médical, IRM) de manière sécurisée et dématérialisée, elles nous sont transmises par les chirurgiens et professionnels de santé (CHUs et cliniques) avec qui nous travaillons. Nous recevons ainsi très rapidement les données de patients du monde entier.

La deuxième étape consiste à traiter ces données pour obtenir le modèle 3D virtuel du patient avec l’ensemble des tissus d’intérêt (peau, muscles, os, cartilages, graisse,…). Nous obtenons alors le double numérique du corps du patient à une précision infra millimétrique. Cette étape fait appel à un ensemble d’algorithmes mathématiques et à l’utilisation de stations de calcul graphiques haute performance.

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Ensuite, sur ce double numérique du patient, nous créons par Conception Assistée par Ordinateur (CAO) le design du futur implant sur mesure. Cette étape fait appel à des logiciels de modélisation 3D et de simulation numérique. Nous obtenons ainsi le modèle 3D numérique du futur implant.

PHASE DE FABRICATION 3D : Le modèle 3D est alors envoyé sur nos machines d’usinage à commande numérique 3D ou sur impression 3D pour la réalisation du moule ou du modèle positif de l’implant. Le choix de la technologie 3D de fabrication additive ou soustractive va dépendre de la complexité géométrique de l’implant à produire.

Dans le cas de nos implants 3D sur mesure réalisés en silicone de grade médical, les moules et positifs sont envoyés chez notre partenaire en région parisienne, le Groupe SEBBIN, leader français de la fabrication d’implants en silicone médical. Les implants sont ensuite stérilisés et envoyés aux chirurgiens.

Dans le cas des modèles 3D anatomiques destinés aux chirurgiens et professionnels de santé pour la préparation et l’anticipation au geste chirurgical ou à la formation, ils sont réalisés directement en interne par impression 3D.

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Conception d’implants 3D sur mesure pour des pathologies thoraciques congénitales (Pectus Excavatum à gauche, Syndrome de Poland à droite)

3DN : Quels sont les avantages de l’impression 3D de modèles anatomiques? Quelles en sont les limites?

L’utilisation de l’impression 3D présente plusieurs avantages : on peut passer directement du modèle numérique 3D au modèle 3D anatomique physique en gardant une très bonne précision. Le gain de temps est important avec une réduction des coûts. Cela permet de rentrer pleinement dans l’ère de la personnalisation des dispositifs médicaux. Il est aussi possible de réaliser des modèles 3D anatomiques ayant des formes géométriques très complexes qu’il serait très difficile d’obtenir via des techniques de fabrication traditionnelles.

Concernant les limites, elles sont principalement liées aux matériaux disponibles dans un contexte médical. En effet, les normes en vigueur imposent l’utilisation de matériaux biocompatibles ou ayant des propriétés validées pour la création de moules permettant d’éviter les transferts de particules ou molécules du moule vers l’implant final. Les matériaux répondant à ces critères pouvant être utilisés en impression 3D médicale sont encore peu nombreux. Mais les fabricants l’ont bien compris et travaillent à fournir plus de matériaux biocompatibles ou répondant aux normes en vigueur.

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Implant 3D sur mesure pour la chirurgie thoracique en élastomère de silicone de grade médical et son prototype 3D

3DN : Qui sont vos partenaires aujourd’hui et quels sont vos futurs développements (en termes de clientèle, recherche, nouveaux dispositifs médicaux…) ?

Nous avons des partenaires académiques tels que le CHU de Toulouse avec la Plateforme d’Evaluation des Dispositifs Médicaux (EDIT), l’Institut des Technologies Avancées et Chirurgicales (ITAC), les Services de Chirurgie Réparatrice et de Pneumologie Interventionnelle, le Cancéropole de Toulouse, le Pôle de compétitivité Cancer-Bio-Santé, le laboratoire CNRS CIRIMAT, le laboratoire d’Anatomie de l’Université de Médecine de Montpellier.

Du côté industriel, nous travaillons avec notre partenaire le Groupe SEBBIN basé en région parisienne et leader de la fabrication d’implants en élastomère de silicone de grade médical (implants mammaires, implants pour la chirurgie réparatrice et esthétique). Cela nous permet d’assurer une conception et une fabrication 100% française et maîtrisée de nos implants.

Nous investissons continuellement avec nos partenaires en recherche & développement pour mettre sur le marché de nouveaux dispositifs médicaux innovants permettant de répondre aux défis de la médecine de demain. Pour les patients, accéder à des dispositifs médicaux personnalisés et parfaitement adaptés à leur anatomie permet une meilleure qualité de vie et des taux de complication moins élevés. Cela réduit également les coûts médico-économiques des systèmes de santé.

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Modèle anatomique pathologique imprimé en 3D par frittage de poudre polyamide 12 du bassin et des premières vertèbres d’une patiente à partir des données scanner

Nous avons actuellement une gamme d’implant 3D sur-mesure commercialisée dans plus de 35 CHUs et cliniques en Europe pour la Chirurgie Réparatrice des malformations congénitales du thorax qui touchent une personne sur 300. Ces implants commencent à être également commercialisés en Amérique du Sud et en Asie. Nous formons une vingtaine de nouveaux chirurgiens du monde entier tous les ans qui intègrent ensuite notre réseau de chirurgiens référents et qui posent nos implants. Nous allons continuer à déployer ce réseau pour permettre aux patients de trouver un chirurgien proche de chez eux formé aux bonnes pratiques de pose de nos implants : c’est un gage de qualité important pour le patient.

Nous avons ensuite une nouvelle génération d’implants destinés à la Pneumologie et la Chirurgie Thoracique : les stents trachéo-bronchiques 3D sur mesure. La première pose mondiale a été réalisée en Octobre 2016 et nous sommes actuellement en phase 1 essai clinique avec implantation chez 10 patients au Service de Pneumologie Interventionnelle du CHU de Toulouse. Nous allons mettre en place la phase 2 en 2018 avec une cohorte de patients plus grande et des indications thérapeutiques élargies.

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Vue 3D d’un stent 3D sur mesure trachéobronchique pour corriger la sténose (rétrécissement pathologique) chez une jeune patiente

Depuis peu, nous proposons également aux professionnels de santé l’impression 3D de modèles anatomiques pathologiques permettant de préparer et mieux anticiper le geste chirurgical. Ils peuvent également être utilisés pour la formation au geste chirurgical basé sur des données médicales réelles.

3DN : Comment voyez-vous l’avenir des technologies 3D dans le domaine chirurgical?

Les technologies 3D sont présentes dans le secteur médical depuis de nombreuses années notamment avec l’explosion des techniques d’imagerie médicale qui permettent d’obtenir des diagnostiques pointus sans toucher le patient. La robotique guidée par l’imagerie médicale en temps réel connaît également un essor important (neurologie, chirurgie vasculaire, urologie…). Dans le domaine chirurgical, l’impression 3D va apporter beaucoup dans un avenir très proche : réduction des temps opératoires (implants « Plug&Play »), meilleurs résultats morphologiques et fonctionnels, moins de complications, meilleure prise en charge de pathologies complexes…

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Les fondateurs d’AnatomikModeling

L’arrivée de nouveaux biomatériaux actifs et intelligents, de tissus voire d’organes complets imprimés en 3D va révolutionner la médecine du futur. Aujourd’hui, nous n’en sommes qu’au début, mais les choses vont aller très vite. Ces technologies nous permettront de vivre mieux, plus longtemps.

3DN : Un dernier mot pour nos lecteurs?

Tous les jours, notre ambition est d’apporter de nouvelles solutions thérapeutiques pour une meilleure qualité de vie et une meilleure prise en charge des patients.  La personnalisation de nos dispositifs médicaux grâce aux nouvelles technologies 3D nous permet d’atteindre cet objectif. Retrouvez plus d’informations sur notre site officiel.

Quel est l’impact des technologies 3D dans le secteur médical? Comment AnatomikModeling peut-elle aider les chirurgiens avant leurs opérations? Partagez votre opinion dans les commentaires de l’article ou avec les membres du forum 3Dnatives.

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