L'impression 3D, une révolution pour le secteur de la santé

L'impression 3D occupe une place croissante dans le secteur de la santé. Grâce à des technologies comme le FDM, le FFF ou le SLS, nous pouvons désormais concevoir et produire rapidement des appareils médicaux sur mesure, moins coûteux, plus performants et mieux adaptés aux besoins des patients.

Orthèses personnalisées, outillages cliniques sur mesure, équipements spécialisés : les applications sont effectivement nombreuses.

Découvrez pourquoi l’impression 3D industrielle s’impose comme un atout de taille pour le monde médical.

Les avantages de l'impression 3D dans le secteur de la santé
Technologies éprouvées pour le domaine de la santé
Matériaux conformes aux exigences du domaine médical
Applications de l'impression 3D dans le domaine de la santé
Cas d'utilisations de l'impression 3D dans la santé
Une solution de fabrication idéale pour le secteur de la santé

Les avantages de l'impression 3D dans le secteur de la santé

Les technologies et les matériaux utilisés dans l’impression 3D pour le milieu de la santé offrent de nombreux avantages, allant de la personnalisation des soins à la réduction des coûts et des délais de production.

Produits personnalisés

Dans le domaine de la santé, la personnalisation des pièces est une constante. L'impression 3D permet de produire diverses pièces adaptées à des besoins spécifiques. Chaque pièce peut être personnalisée en fonction de critères tels que la forme, les dimensions, la texture.

• Fabrication d’orthèses adaptées à la morphologie du patient qui améliore leur confort.
• Fabrication sur mesure de dispositifs médicaux qui améliorent la pratique médicale.
• Possibilité de produire des pièces aux formes très complexes.

Délais de production réduits

L’impression 3D permet une fabrication rapide, réduisant considérablement les délais de développement et de production. L’accès aux soins est ainsi plus rapide. 

Coûts de production réduits

Contrairement aux méthodes de production traditionnelles, l’impression 3D ne nécessite pas de moules ou d'outillage coûteux. Cette méthode est idéale pour fabriquer à moindre coût de petites et moyennes quantités d’équipements médicaux spécialisés ou de produits personnalisés comme les orthèses. De plus, plusieurs pièces différentes peuvent être imprimées dans un même lot de production, ce qui optimise les coûts.

Légèreté et solidité

Les matériaux thermoplastiques sont naturellement peu denses, ce qui réduit le poids des pièces imprimées tout en conservant une bonne résistance mécanique.

Les techniques d’impression permettent d’ajuster l’épaisseur des parois, le taux de remplissage et la disposition des couches pour créer des pièces à la fois solides et légères, adaptées aux besoins spécifiques.

Technologies éprouvées pour le domaine de la santé

Diverses technologies d'impression 3D industrielle peuvent être adaptées au domaine de la santé. Les technologies FDM/FFF (fused deposition modeling) et SLS (selective laser sintering) offrent des caractéristiques de fabrication fiable et utilisent des matériaux thermoplastiques qui se conforment aux exigences du secteur.

Impression 3D FDM/FFF

Ce qui caractérise la technologie par filament fondue (FMD/FFF) sont la rapidité et la fiabilité du processus d’impression. Elle offre de courts délais de fabrication et utilise une grande variété de matériaux en plus de la possibilité d’utiliser des matériaux biocompatibles et stérélisables, comme l'ULTEM 1010 et le PC-ISO.

Impression 3D SLS

La technologie SLS ne nécessite pas de supports, ce qui permet de créer des géométries très complexes sans contraintes. Les pièces obtenues ont d'excellentes propriétés mécaniques et isotropiques, offrant robustesse et durabilité.

Selon les matériaux employés et dépandemment du niveau des requis, les composantes peuvent être biocompatibles, ce qui est tout à fait indiqué pour les applications médicales. En effet, il est aussi possible d’effectuer un post-traitement de scellage qui donne aux pièces un fini résistant aux bactéries, lavable, stérilisable et esthétique.

Enfin, comme les imprimantes 3D SLS permettent de produire plusieurs pièces aux géométries variées dans un même lot, cela représente un gain notable en productivité.

Matériaux conformes aux exigences du domaine médical

Selon le type d’application, les matériaux thermoplastiques utilisés dans le secteur médical doivent répondre à des exigences strictes en matière de biocompatibilité, de résistance chimique, de durabilité et de stérilisation. Ils doivent aussi être résistants à l’usure et faciles à nettoyer et à désinfecter. Quelques exemples de matériaux utilisés dans le domaine médical sont : le PLA médical (acide polylactique), le PETG médical (polyéthylène téréphtalate glycol), l'ABS médical, certains TPU (polyuréthanne thermoplastique), le Nylon 11 et 12, le PC et PC-ISO (polycarbonate), le PP (polypropylène), le PPSU (polyphenylsulfone), et même les PEI (polyetherimide) comme l'Ultem et les PEKK (poly-ether-ketone-ketone).

Certaines applications médicales requièrent des exigences particulières. C’est pourquoi le portfolio de matériaux de Solaxis comprend des thermoplastiques conformes à plusieurs normes de l'industrie.

Par exemple : 

• Pour la biocompatibilité : Genotoxicity ISO 10993-3, Cytotoxicité ISO 1993-5, etc. 
• Pour la stérilisation : EtO, hydrogène peroxide gas plasma, autoclave (steam)...

Applications de l'impression 3D dans le domaine de la santé

Les applications de l’impression industrielle 3D dans le secteur de la santé sont nombreuses. On peut rapidement penser aux orthèses, aux équipements et outillages médicaux (supports, pinces, boîtiers).

Orthèses sur mesure

Il fut un temps où l'on adaptait les patients aux orthèses. Avec l’impression 3D de matériaux thermoplastiques, on peut maintenant adapter les orthèses aux moindres détails morphologiques du patient, et ce, à un coût et dans des délais raisonnables. Les types d'orthèses utilisant l'impression 3D sont : les orthèses de main, de poignet, de doigts, de cheville, de genou, les exosquelette, et les corsets...

Grâce à la production basée sur des fichiers de modélisation numérique, toutes les étapes de conception, de modification et de test de fabrication peuvent être réalisées facilement et rapidement pour offrir aux patients des dispositifs parfaitement ajustés en un temps record. 

La baisse du temps de production entraîne une diminution des coûts de main-d’œuvre et de fabrication, ainsi qu'une baisse significative des visites médicales pour les ajustements. Le patient bénéficie ainsi d'un meilleur confort et d'une performance optimisée.

Outils et guides chirurgicaux

Les guides chirurgicaux produits par la technologie d’impression 3D ont grandement amélioré la précision des interventions et la rapidité de guérison des patients. La fabrication additive permet effectivement de créer des dispositifs personnalisés qui aident les chirurgiens lors des interventions.

Conçus à partir d’images médicales (scanners CT ou IRM), ces guides servent de modèles précis pour guider les instruments chirurgicaux lors d’une opération. Leurs avantages sont multiples : réduction des dommages aux tissus sains adjacents, diminution du temps d’opération et amélioration des résultats post­opératoires.

Quelques exemples de guides chirurgicaux et d'outillages optimaux par impression 3D : 

• Guides de coupe

• Guides de positionnement

• Gabarits pour assembler des instruments

• Pinces, poignées, pousse-instruments

• « Clip-holders », supports d’instruments

• Écarteurs personnalisés

• Embouts de contact pour robots chirurgicaux

Nouveaux instruments médicaux

Avec la technologie et les matériaux utilisés en impression 3D, on peut produire des pièces à partir d’un dessin exécuté par CAO en seulement quelques heures. Pas besoin de moules ni du démarrage d’une chaîne de production : juste une idée.

Les produits finis peuvent être testés durant les jours qui suivent, ce qui permet de mettre leur design à l’épreuve. Les itérations peuvent être apportées rapidement à très peu de frais. Voilà pourquoi de nombreux fabricants d’instruments médicaux ont adopté cette technologie pour développer et produire de nouveaux dispositifs.

Quelques exemples d'instruments médicaux idéaux par impression 3D : 

• Raccords et adaptateurs pour respirateurs

• Connecteurs fluidiques

• Masques, coussins ergonomiques

• Coques protectrices d’appareils sensibles

Cas d'utilisations de l'impression 3D dans la santé

Les décideurs s’appuient souvent sur des cas concrets pour évaluer la faisabilité et les bénéfices d’une solution. Voici deux cas d’utilisation de l’impression 3D pour la fabrication d’orthèses et d'équipements médicaux.

Impression 3D d’orthèses sur-mesure

Le mandat consiste à produire plusieurs lots d’orthèses de façon récurrente et dans de courts délais. Ces orthèses doivent être faites sur mesure et avoir une excellente durabilité. La solution choisie fut l’utilisation de l’impression 3D par frittage de poudre au laser en Nylon PA 11.

CONSULTER L'ÉTUDE DE CAS

Équipement médical par impression 3D

Le mandat était de produire rapidement une petite quantité de pales de ventilation pour refroidir l’intérieur de boîtiers médicaux. Les pièces devaient être lisses et de qualité médicale. La solution choisie fut l’utilisation de l’impression 3D par dépôt de fil fondu de PC-ISO de conformité médicale.

CONSULTER L'ÉTUDE DE CAS

Une solution de fabrication idéale pour le secteur de la santé

L’impression 3D constitue donc une véritable révolution pour le secteur médical, offrant des solutions innovantes pour améliorer les soins aux patients tout en réduisant les coûts et les délais de production.

La fabrication sans recours à des moules réduit considérablement les coûts, surtout pour les petites séries ou les pièces uniques. La rapidité de production permet également une prise en charge plus rapide des patients. Quant à elle, la liberté de conception de pièces complexes, légères et résistantes, permet de répondre facilement aux besoins spécifiques du milieu médical.

L'impression 3D est en plein essor. Elle transforme la manière dont les chirurgiens planifient et réalisent leurs interventions, améliore la qualité de vie des patients et fait progresser la pratique de la médecine. Avec le développement de nouveaux matériaux et de procédés d’impression, l’impression 3D industrielle deviendra de plus en plus incontournable pour le domaine de la santé.

Vous avez un projet d'impression 3D dans le secteur de la santé ? Nos experts se feront un plaisir de vous aider.