Des mailles imprimées en 3D souples et flexibles pour le secteur médical

Des ingénieurs du MIT ont conçu des mailles imprimées en 3D et pliables, dont la souplesse et la solidité pourraient être ajustées pour imiter et soutenir des tissus plus mous tels que les muscles et les tendons. Des travaux de recherche qui devraient donc impacter le secteur médical, notamment dans la fabrication de dispositifs sur-mesure comme des prothèses, des appareils auditifs ou encore des couronnes dentaires. 

La plupart du temps, les dispositifs et appareils médicaux sont fabriqués à partir de matériaux solides et peu flexibles, ce qui peut être un frein dans la création de solutions personnalisées. On sait que les technologies d’impression 3D répondent à certains défis du secteur médical en proposant une conception sur-mesure plus facilement et rapidement. L’évolution des matériaux d’impression 3D contribue grandement à y répondre d’ailleurs : on remarque par exemple que certains matériaux hautes performances comme le PEEK sont particulièrement intéressant pour certaines applications médicales de par sa légèreté, sa solidité et sa biocompatibilité. Les ingénieurs du MIT se sont donc penchés sur ces matériaux d’impression et ont développé des mailles imprimées en 3D semblable à des tissus.

Un maillage inspiré du collagène

Les chercheurs du MIT se seraient inspirés du collagène pour créer ce matériau. Pour rappel, c’est une protéine structurelle qu’on trouve dans les tissus mous du corps humain mais aussi dans les ligaments, tendons et muscles. Quand on observe cette protéine au microscope, on se rend compte qu’il s’apparente à différents rubans élastiques entrelacés les uns aux autres. En gardant en tête cette structure du collagène, Pattinson explique qu’il a conçu des motifs ondulés, qu’il a ensuite imprimé en 3D en utilisant un polyuréthane thermoplastique. Il aurait ensuite fabriqué une configuration en maille ressemblant à un tissu extensible mais résistant et souple.

À titre de démonstration, l’équipe a imprimé un maillage flexible pour une attelle de cheville. Ils expliquent avoir adapté la structure du maillage pour empêcher la cheville de se retourner vers l’intérieur – une cause fréquente de blessure – tout en permettant à l’articulation de se déplacer librement dans d’autres directions. Ils ont testé ce maillage sur différentes personnes volontaires en bonne santé. Chaque bande imprimée en 3D a été personnalisée pour chacun dans une orientation censée soutenir la cheville si elle se retournait. Ensuite, les chercheurs ont mesuré la rigidité de chaque cheville grâce à un robot. En fonction de la raideur de la cheville, des modifications du comportement du maillage ont été observées. Les chercheurs ont donc intégré des fibres plus ou moins rigides en fonction des résultats de ces tests.

Ils ont également fabriqué un modèle de genouillère qui vient épouser la forme du genou tout en se pliant. Ils affirment qu’ils peuvent personnaliser les structures de chaque maille, multipliant ainsi les applications possibles. Sebastien Pattinson, qui a mené la recherche, ajoute : “Ce travail est nouveau en ce sens qu’il se concentre sur les propriétés mécaniques et les géométries requises pour soutenir les tissus mous. Les dispositifs imprimés en 3D ont tendance à être très volumineux. Nous avons donc essayé de les rendre plus flexibles et confortables, en imaginant un matériau semblable au textile.”  Vous pouvez retrouver davantage d’informations ICI.

Que pensez-vous de ces maillages imprimés en 3D ? Comment peuvent-ils impacter le secteur médical ? Partagez votre avis dans les commentaires de l’article ou avec les membres du forum 3Dnatives.