La première micro-aiguille imprimée en 3D pour le traitement de la perte auditive
L’oreille interne, et en particulier la cochlée, reste un domaine largement inexploré en médecine en raison de son anatomie complexe, qui la rend difficile d’accès. Cela constitue un véritable obstacle pour le traitement de la perte auditive et d’autres affections de l’oreille interne. Pendant plus d’une décennie, une équipe de médecins et d’ingénieurs de l’Université de Columbia a travaillé sur le développement d’une micro-aiguille conçue pour améliorer le traitement médical de la perte auditive. La fabrication additive a joué un rôle clé dans la production de cet appareil.
Grâce à l’impression 3D, le chirurgien ORL Anil Lalwani et l’ingénieur mécanique Jeffrey Kysar ont réussi à concevoir et à finaliser un dispositif ultra-mince : une micro-aiguille imprimée en 3D destinée à la médecine de précision de l’oreille interne. Tous deux sont convaincus que cette invention représentera une avancée majeure dans les traitements actuels, notamment pour les zones de la cochlée jusqu’alors inaccessibles. Pour fabriquer cette micro-aiguille fine, ils ont utilisé la photolithographie à deux photons, une technique d’impression 3D permettant de créer des structures de haute résolution. Cela rend l’aiguille plus précise que les appareils existants, tout en étant suffisamment robuste pour une utilisation pratique.
La micro-aiguille permet d’injecter un produit de contraste dans l’oreille interne afin de détecter des changements dans la cochlée, ce qui aide à diagnostiquer des maladies telles que la maladie de Menière. Les images IRM de la cochlée d’un cobaye montrent les différents compartiments de la cochlée. (Crédits photo : Anil Lalwani/Columbia University Vagelos College of Physicians and Surgeons)
L’une des principales difficultés réside dans l’anatomie complexe de la cochlée, qui rend l’implémentation des thérapies particulièrement difficile. En effet, pour atteindre les cellules endommagées, il est nécessaire de traverser une membrane de 2 mm de large et très fragile, qui se déchire fréquemment lorsqu’on utilise des instruments traditionnels, ce qui peut entraîner une perte d’audition ou même des troubles de l’équilibre. Cela a conduit les chercheurs à mieux comprendre les facteurs responsables de cette rupture. L’équipe a alors conceptualisé la membrane comme une toile tendue : si l’instrument inséré est trop large, il provoque un déchirement. Ainsi, la micro-aiguille imprimée en 3D a été conçue pour avoir la même largeur qu’un cheveu humain. L’objectif principal était de traiter la cochlée sans endommager la membrane. De plus, cette micro-aiguille permet d’extraire du liquide de la cochlée, facilitant ainsi le diagnostic de maladies de l’oreille interne, telles que la maladie de Menière, un trouble qui cause des vertiges, des nausées et une perte d’audition.
De nombreuses opérations ont déjà été réalisées sur des animaux sans effets négatifs ni perte d’audition, et la membrane s’est rétablie en l’espace de deux jours après chaque intervention. Actuellement, on estime que la micro-aiguille imprimée en 3D pourrait transformer le traitement de l’oreille interne grâce à des interventions plus précises. Le Dr Anil Lalwani souligne : « Il n’est pas exagéré de dire que notre micro-aiguille pourrait être la clé de la médecine de précision pour l’oreille interne ».
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*Crédits de toutes les photos : Anil Lalwani/Columbia University Vagelos College of Physicians and Surgeons
