Des ingénieurs mécaniques de l'Université du Texas à Dallas ont développé un fémur imprimé en 3D novateur visant à améliorer la préparation chirurgicale et à faire progresser les traitements des tumeurs osseuses. Cette innovation, fruit d'un effort collaboratif avec des chirurgiens orthopédiques du UT Southwestern Medical Center, a été détaillée dans le Journal of Orthopaedic Research.
La recherche met l'accent sur des paramètres d'impression 3D spécifiques pour la section médiane fémorale, établissant une base pour l'utilisation de l'os artificiel dans les tests biomécaniques. Bien que la technologie montre un potentiel significatif, des études supplémentaires sont nécessaires avant qu'elle ne puisse être intégrée dans les pratiques médicales standards.
Traditionnellement, les chirurgiens dépendent de cadavres ou de prothèses osseuses synthétiques disponibles dans le commerce pour la recherche biomécanique et la formation chirurgicale. Ces ressources peuvent être coûteuses, difficiles à obtenir et peuvent ne pas être adaptées aux besoins individuels des patients.
À la recherche d'une solution plus efficace, des chercheurs du UT Southwestern, y compris le chirurgien oncologique orthopédique Robert Weinschenk et le chirurgien de la main Richard Samade, ont collaboré avec Wei Li, un expert en impression 3D à l'UT Dallas.
Li a déclaré : "Pour planifier une chirurgie, les chirurgiens doivent connaître la géométrie de l'os. Avec l'impression 3D, nous sommes en mesure d'imprimer l'échantillon de fémur avec la même géométrie que le fémur à l'intérieur du corps."
Le doctorant de l'UT Dallas, Kishore Mysore Nagaraja, a dirigé le développement des répliques de fémur dans le laboratoire de fabrication avancée de Li. Il a effectué une série de tests pour s'assurer que les performances mécaniques et les propriétés matérielles des os artificiels ressemblent étroitement à celles des véritables fémurs.
Mysore Nagaraja a exprimé : "Cette expérience collaborative est la meilleure chose qu'un étudiant puisse demander. Obtenir une évaluation de ma recherche directement auprès des médecins qui vont l'utiliser est une très bonne validation de notre recherche."
Construit à partir d'acide polylactique, un polymère biodégradable d'origine biologique, le fémur imprimé en 3D mesure près de 20 centimètres de long et environ 2,5 centimètres de diamètre. Remarquablement, le coût de production de chaque fémur n'est que de 7 dollars, avec des propriétés biomécaniques comparables à celles des fémurs humains.
La technologie offre des promesses pour d'autres applications, remplaçant potentiellement des matériaux de réparation osseuse traditionnels comme le titane. De plus, Li anticipe la possibilité d'imprimer des tumeurs sur ces modèles de fémur pour tester des traitements ou même d'utiliser ces répliques pour cultiver des tissus osseux humains à l'avenir.