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Le CTI Renato Archer imprime en 3D des prototypes du crâne d’une victime d’accident

Le CTI Renato Archer imprime en 3D des prototypes du crâne d’une victime d’accident


« Il nous fallait des imprimantes 3D ultra-précises et multi-matériaux. La Fortus s’adapte parfaitement aux applications industrielles, tandis que la Connex convient pour l’univers médical »,
- Jorge Vicente Lopes da Silva, chef de division DT3D, Centre d’Information Technologique (CTI) Renato Archer

Innovation et rigueur scientifique, voilà les deux leitmotif qui dirigent les chercheurs de Renato Archer dans leur travail. Le Centre d’Information Technologique (CTI) Renato Archer est une réponse à la demande du Ministère de la Science, de la Technologie et de l’Innovation de Brésil. Situé à Campinas, à Sao Paulo, le CTI comprend 12 divisions technologiques dont la division des technologies tridimensionnelles (DT3D). Ses 35 chercheurs explorent la technologie 3D à la fois à l’écran et physiquement, en utilisant des imprimantes 3D et autres équipements de prototypage rapide.

Le CTI a utilisé des imprimantes 3D professionnelles de Stratasys depuis 2005. Il possède actuellement deux machines basées sur la technologie FDM – dont un système de production 3D Fortus – et une imprimante 3D Connex qui fait appel à la technologie Polyjet. « Nous sommes satisfaits des résultats offerts par la technologie FDM », a déclaré Jorge Vicente Lopes da Silva, chef de division DT3D. Vu l’accroissement du volume des projets, CTI a cherché à ajouter un nouvel équipement doté de nouvelles fonctionnalités à ses installations. « Il nous fallait des imprimantes 3D ultra-précises et multi-matériaux. Le Fortus s’adapte parfaitement aux applications industrielles, tandis que le Connex convient pour l’univers médical, notamment pour les structures molles comme les nerfs et les artères.

Prototyper un nouveau crâne

Un exemple d’application médicale de la technologie est le cas d’un petit garçon de 12 ans qui a perdu une partie de son crâne dans un accident et a eu besoin d’une chirurgie reconstructive au niveau de sa tête. « Le plus grand défi de ce cas est de concevoir un nouveau crâne qui pourrait s’ajuster à la croissance de l’enfant, année après année », dit Peter Yoshito Noritomi, chercheur au sein de DT3D. Cette particularité rend ce cas médical encore plus délicat. « Si nous avons utilisé une prothèse classique dans cette cranioplastie, le dispositif pourrait être rejeté en raison de la croissance de la tête du patient. Un autre risque est la déformation du crâne. »

L’équipe de DT3D a fait appel à la technologie FDM pour imprimer des prototypes qui lui ont permis de travailler avec des matériaux très durables. « Ces matériaux nous ont aidés à créer des modèles qui pourraient être copiés plus tard en matériau bio-compatible pour aider à la création de la prothèse réelle », explique Noritomi.

Les cas qui exigent une planification chirurgicale, d’autre part, comptent généralement sur les modèles développés avec l’imprimante 3D Connex que DT3D a acquise grâce à un partenariat avec le Ministère de la Santé. « Cette machine est particulièrement adaptée pour les applications de haute précision. Elle peut générer des couches de deux centièmes de millimètres », explique Noritomi. L’imprimante 3D Connex est idéale pour des applications médicales qui nécessitent des prototypes de structures anatomiques molles telles que les artères et les nerfs. « Selon le matériau utilisé, nous pouvons imprimer des objets flexibles. »

Une composante essentielle des applications médicales du CTI est le logiciel InVesalius, développé dans les laboratoires de l’institut. C’est une plateforme open-source qui permet de convertir en format 3D des images 2D obtenues à partir de l’IRM ou du scanner. Le logiciel, accessible à la communauté des chercheurs et utilisateurs, a été traduite en 10 langues et est utilisé dans 100 pays par 10 000 personnes.

Un soutien pour les hôpitaux

Silva a affirmé que CTI collabore régulièrement avec de nombreuses organisations dont des hôpitaux et des entreprises. « Nous avons participé à plus de 5000 projets liés au prototypage rapide et à la fabrication industrielle », dit Silva. Beaucoup sollicitent les programmes Prolnd et ProExp de CTI qui visent à développer de nouvelles solutions pour les entreprises de pointe, notamment dans le domaine du pétrole et du gaz et dans l’industrie aérospatiale.

ProMed, un autre programme de DT3D, utilise la technologie 3D dans le domaine médical. « Nous avons déjà travaillé sur plus de 3 000 cas, en développant des prototypes rapides en 3D qui sont essentiels pour accroître le taux de précision de la planification chirurgicale et le succès des interventions tout en réduisant le coût du traitement », dit Silva. Le programme a permis d’aider 180 hôpitaux rien qu’en 2012 et en 2013 dans tout le Brésil et les pays voisins.

De nombreuses petites et grandes entreprises sollicitent CTI et ses imprimantes 3D pour valider leurs produits et générer des prototypes fonctionnels. A titre d’exemple, les professionnels de Petrobas et la DT3D travaillent en partenariat dans des projets d’exploration pétrolière. « L’équipe de Pétrobas sait beaucoup de choses sur les puits, tandis que nous maîtrisons les technologies 3D. La combinaison de ces compétences augmente la compétitivité de notre industrie », a déclaré Silva.