Bien que les organes imprimés en 3D entièrement fonctionnels puissent encore être des voies à suivre pendant un certain temps, la technologie a sauvé des vies pendant des années en créant des tissus, des modèles de formation réalistes et des dispositifs externes qui imitent la fonction d’organe. Maintenant, une équipe de la Georgia Tech imprime en 3D des répliques exactes des valves cardiaques des patients, sur la base des détails tirés de tomodensitogrammes, pour aider à choisir la prothèse parfaite.
Bien que des systèmes semblables puissent aider une large variété de maladies, l’étude a été axée sur le fait d’aider les chirurgiens à traiter la sténose aortique, une condition où le ventricule gauche contraint et provoque le cœur à fonctionner plus durement pour pomper le sang. Si elle n’est pas traitée, elle peut éventuellement conduire à des complications aussi graves que l’insuffisance cardiaque.
Une alternative à la chirurgie à cœur ouvert est une procédure connue sous le nom de remplacement de la valve aortique transcatéter (TAVR), qui permet au chirurgien de réparer la valve sans réellement l’enlever. Puisqu’elle peut être réalisée à travers de petites ouvertures qui ne nécessitent pas de séparation des côtes, elle est beaucoup moins invasive et demeure une option préférée pour les patients, en particulier les personnes âgées, qui peuvent être vulnérables aux complications d’une procédure plus extrême.
Pour tenir compte des variations naturelles chez les patients des différents types de corps, sexes et âges, les valves prothétiques sont disponibles dans une variété de types et de tailles, et trouver celle qui correspond parfaitement à un patient est extrêmement important pour empêcher le sang de s’échapper autour de l’implant. Alors, voici le modèle imprimé en 3D de la Georgia Tech. Créé à l’aide de données provenant d’une tomodensitométrie de la valve de la personne, les médecins peuvent inspecter le modèle librement et faire correspondre la prothèse droite avant de prendre un scalpel.
«Le problème est que tout le monde est différent», souligne Chuck Zhang, professeur à la Georgia Tech. «Un homme sera différent d’une femme. C’est un grand défi pour les médecins de choisir le bon type de cette prothèse pour un patient spécifique ».
Les valves cardiaques imprimées en 3D peuvent reconstituées en détail ce qui se passe à l’intérieur d’un patient: les zones noires représentent des dépôts de calcium dans la valve (Crédit: Rob Felt, Georgia Tech)
En utilisant une imprimante 3D multi-matériaux, les chercheurs peuvent adapter les détails pour créer une copie exacte de la valve naturelle qui bouge, ressent et s’étire comme la chose réelle. Elle est même capable de recréer des conditions liées spécifiques à un patient, comme des dépôts de calcium qui peuvent être présents, pour aider à décider quel implant propose le meilleur ajustement.
«Les résultats sont tout à fait encourageants», déclare Zhen Qian, de l’Institut de cardiologie de Piedmont, partenaire du projet. «Notre modèle imprimé est capable de vous dire avant la procédure combien de fuite paravalvulaire il y aura et où, un bon indicateur de la mortalité à court et à long terme. »
Jusqu’à présent, l’équipe a imprimé des modèles cardiaques basés sur des données de plus de 20 patients, mais n’a pas encore commencé à les utiliser pour une planification pré-chirurgicale. C’est la prochaine étape, avec l’imagerie des patients qui ont déjà subi une procédure TAVR pour aider à déterminer à quel point leurs modèles sont efficaces à l’appariement des patients avec des prothèses.
« Il y a un grand potentiel pour ces modèles, » lance Chuck Zhang. « Nous pensons à l’avenir, cela peut être un outil standard pour la planification pré-chirurgicale et pour la formation de nouveaux chirurgiens. »
Finalement, les modèles pourraient être fabriqués avec des capteurs intégrés dans les parois de la valve, afin de mieux surveiller les effets d’une prothèse sur les tissus environnants.
http://www.rh.gatech.edu/features/3-d-printing-gets-heart
