Impression 3D de silicone pour les masques médicaux destinés aux nourrissons

Le recours à la fabrication additive pour la production de dispositifs médicaux a connu une croissance rapide ces dernières années. En 2021, le marché mondial de l’impression 3D dans le secteur de la santé a atteint un chiffre d’affaires de 2 milliards de dollars, et selon les prévisions de Global Data, il devrait doubler d’ici 2026 pour atteindre environ 4 milliards de dollars. Cette croissance rapide s’accompagne d’une expansion des opportunités d’applications et des exigences en matière de matériaux. En raison de la diversité des applications de l’impression 3D médicale, qu’il s’agisse d’orthopédie, de dentisterie, de chirurgie, etc., une variété considérable de matériaux est utilisée. Ces matériaux doivent non seulement satisfaire aux normes médicales strictes, mais aussi être compatibles avec les processus d’impression 3D. Parmi les matériaux de plus en plus prisés à des fins médicales, le silicone occupe une place de plus en plus importante.

Le silicone, en particulier, présente un ensemble de propriétés extrêmement précieuses dans le domaine médical. La croissance du marché de la fabrication additive en silicone souligne la tendance à une demande accrue dans tous les secteurs. En 2021, la valeur totale du marché était estimée à 1,5 milliard de dollars et devrait enregistrer un taux de croissance annuel composé de 19,9 % jusqu’en 2028. Comme évoqué précédemment, cette avancée se reflète également dans son utilisation croissante dans des applications médicales essentielles.

L’impression 3D silicone joue un rôle de plus en plus important en médecine. (Image : Elkem)

Environ 70 % des bébés prématurés nécessitent une assistance respiratoire. Parmi les méthodes de ventilation non invasives fréquemment utilisées figure l’utilisation d’un appareil CPAP (Continuous Positive Airway Pressure), qui administre de l’air sous pression à travers un masque relié par un tube. Toutefois, ces masques ne s’avèrent pas idéaux pour les bébés en raison de leur petite taille et de la forme différente de leurs visages par rapport aux adultes. De plus, en raison de la croissance rapide des nourrissons, de nouveaux masques sont régulièrement nécessaires. L’impression 3D présente un avantage considérable dans ce contexte, car elle permet de personnaliser les masques et de les réimprimer périodiquement. Cette technologie permet l’impression de cavités, de formes géométriques non conventionnelles, et elle a la possibilité de modifier les designs de manière itérative. L’une des raisons cruciales pour lesquelles Elkem Silicones et l’Hospital Clínic de Barcelone ont opté pour les masques en silicone imprimés en 3D est que, malgré la diversité des fabricants, tailles et formes disponibles pour les produits médicaux génériques fabriqués de manière traditionnelle, ils ne conviennent pas à chaque individu.

Le deuxième aspect essentiel est que des dispositifs médicaux mal ajustés peuvent occasionner des blessures, notamment des escarres, des cicatrices et même une perte de cheveux. Dans certains cas, les plaies peuvent même s’infecter si le dispositif médical, en l’occurrence le masque, n’est pas correctement nettoyé. En revanche, les dispositifs médicaux sur mesure offrent un ajustement plus confortable et adapté au patient, que ce soit à court ou à long terme. Karsten Schlichter, responsable du développement commercial mondial chez Elkem Silicones, souligne l’importance de cet aspect en déclarant : « Il ne s’agit pas seulement du masque, mais également de la manière dont vous le placez sur le bébé. Il est crucial que le masque reste en place sur le bébé sans que les sangles ne l’enfoncent ni n’exercent de pression sur la peau et la tête. »

Environ 70 % des bébés prématurés nécessitent un masque, mais les masques standard ne conviennent pas à leurs exigences spécifiques. Les masques en silicone de qualité médicale produits à l’aide d’imprimantes 3D pourraient représenter une solution prometteuse. (Image : Pixabay)

Outre la personnalisation offerte par l’impression 3D, le choix du matériau imprimé revêt une importance cruciale. L’élément central des masques pour bébé est le matériau lui-même, à savoir le silicone hypoallergénique. Le silicone procure un confort optimal sur le visage et, contrairement à des matériaux durs et rigides, il ne laisse aucune cicatrice sur la peau des nourrissons. Karsten Schlichter explique : « Avec le silicone, vous avez la possibilité de créer de nombreuses formulations. Le masque doit non seulement s’ajuster parfaitement au visage du patient, mais aussi être connecté à l’oxygène. Il doit également présenter des propriétés mécaniques spécifiques pour permettre au tube de s’insérer correctement dans le masque sans aucune fuite. » De plus, le silicone présente un ensemble de propriétés très recherchées dans le domaine des dispositifs médicaux, comme l’explique Schlichter : « Le silicone est aujourd’hui peut-être devenu le matériau de choix pour les pièces en élastomère utilisées dans les applications médicales, en raison de ses caractéristiques telles que la biocompatibilité et l’inertie chimique. »

Même si le projet de validation de principe concernant les masques en silicone pour les prématurés, initié en août 2022, n’est pas encore complètement achevé, il a déjà généré des résultats prometteurs. Les tests effectués sur un mannequin ont révélé une réduction des fuites, avec une amélioration de 14 %. De plus, le masque a apporté un confort accru, réduisant ainsi les risques de cicatrices, d’ulcères et d’infections. Karsten Schlichter interprète ces résultats de manière très positive et se montre optimiste quant à l’évolution de la fabrication additive, ainsi qu’au rôle prépondérant que jouera le silicone dans ce domaine. « Nous considérons le silicone comme un matériau véritablement innovant pour l’impression 3D, avec une multitude d’applications, allant de la médecine à l’industrie. À l’avenir, nous travaillerons sur plusieurs technologies qui ouvriront de nouvelles perspectives pour les silicones dans le domaine de l’impression 3D. » Pour en savoir davantage sur la manière dont cette technologie bénéficie au domaine médical, cliquez ICI.

Elkem se concentre sur la production de silicone pour la fabrication additive. (Image : Elkem)

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*Crédits photo de couverture : Hospital Clínic Barcelona