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Un professeur utilise l’imprimante 3D pour aider dans le traitement des séquelles des AVC

Un professeur utilise l’imprimante 3D pour aider dans le traitement des séquelles des AVC


« L’imprimante 3D Dimension a accéléré cette recherche importante par quatre ou cinq. Elle m’a donné la liberté de penser "out of the box" . Je n’ai pas été limité par les étapes progressives. Je peux concevoir un dispositif entier et l’imprimer en une seule journée. »
Dr. Robert Rennaker II, Professeur agrégé, Université de Texas - Dallas

Pendant des décennies, de nombreux chercheurs se sont focalisés sur la recherche de moyens permettant de manipuler le cerveau afin de savoir comment il se comporte quand il apprend ou se met sous l’influence des drogues ou stimuli. Comprendre comment ces excitants affectent l’activité cérébrale peut conduire à un traitement efficace des séquelles laissées par un AVC comme la perte du contrôle musculaire et l’aphasie (perte de la capacité de parler, d’écouter, de lire et d’écrire).

Dr Robert Rennaker II, un professeur agrégé à l’Erik Jonsson School of Engineering et au School of Behavioral and Brain Sciences à l’Université de Texas à Dallas, est l’un de ces chercheurs qui ont étudié le domaine des neurosciences depuis des années.

En 2009, Dr Rennaker a reçu une subvention de la part de l’Institut national américain de la surdité et autres troubles de la communication (NIDCD) pour étudier le codage olfactif des substances odorantes (comment le cerveau traite les odeurs). Ses autres domaines de recherche comprennent la neuroscience auditive et la plasticité (comment les structures cérébrales changent pour faire face à l’environnement, spécialement, quand une zone du cerveau est endommagée et non fonctionnelle, une autre zone peut-elle prendre en charge une partie de ses fonctions ?).

Son travail se focalise maintenant sur les recherches pour faire évoluer les traitements contre les troubles neurologiques comme les AVC. Il est intéressant de noter que l’un des principaux outils qui l’aident dans ses travaux de recherche est l’impression 3D.

La pièce manquante

Rennaker a eu besoin de produire des pièces assez robustes pour les tests de laboratoire, des pièces suffisamment durables pour être assemblées et absorber les charges d’impact, et enfin des pièces assez détaillées pour servir d’interfaces cerveau-machine afin d’étudier comment le cerveau réagit à différents stimuli. L’envoi de fichiers CAO à un atelier d’usinage pour la fabrication de ces pièces requiert cependant des semaines d’attente, retardant ainsi les travaux de recherche.

« Avec l’ancien système de fabrication recourant à un atelier d’usinage, la moindre modification nous coûte du temps et beaucoup d’argent. Il a été pratiquement impossible de mener ce type de recherche », a déclaré Rennaker.

Les recherches sur le cerveau ont été améliorées grâce à la 3D

L’incapacité à construire des prototypes pour les équipements de recherche a poussé le département de génie biomédical de Rennaker à acheter l’imprimante 3D Dimension 1200ES SST en juin 2009. Rennaker a découvert l’imprimante 3D Dimension en faisant des recherches sur Internet, et bien qu’il ait déjà traité avec un concurrent, il a été séduit par la robustesse du plastique ABS utilisé par l’imprimante Dimension. Celle-ci correspond aux exigences de ses projets de recherche.

« Il a construit une grande partie de son équipement lui-même avec l’imprimante 3D Dimension et un graveur laser. Les pièces abritent des boîtiers d’électrodes qui sont connectées sur la tête des souris », a dit Adam McKinnerney de Teaching Systems. « Il a également construit leur station de tests avec l’imprimante. Les applications qu’il a développées sont vraiment incroyables. »

Avec l’imprimante, il peut désormais utiliser le même sujet plus longtemps. C’est plus sécurisant pour les sujets et cela permet d’obtenir des résultats plus précis et de qualité. Rennaker utilise également l’imprimante Dimension pour construire des cloaques comportementaux, des stations de fabrication d’électrode et des « pokes » (qui aident à renforcer les comportements) – et non seulement des prototypes. Il peut construire des pièces d’utilisation finale, car les pièces imprimées 3D sont si robustes.

La 3D accélère les travaux de recherche pour le bonheur des victimes d’AVC

Rennaker travaille actuellement sur un projet sur les AVC, traitant en particulier la perte des fonctions motrices dans le cortex moteur (la partie du cerveau qui planifie, contrôle et exécute les fonctions motrices volontaires). Après un AVC, un patient perd souvent la capacité à déplacer sa main. Rennaker utilise son étude pour simuler ce handicap avec des sujets de laboratoire. Ces derniers mettent une patte dans un trou avec une roue au fond. Lorsqu’ils arrivent à faire tourner la roue, ils reçoivent une récompense alimentaire. Le dispositif force le sujet à utiliser sa patte au lieu de sa jambe. Le groupe étudie l’effet de la stimulation du nerf vague en exécutant la tâche une première fois afin de faciliter et accélérer la récupération de la fonction du membre affecté par l’AVC.

Les chercheurs espèrent qu’un jour cette technique de stimulation du nerf vague (VNS) brevetée aidera les victimes d’AVC à récupérer rapidement et complètement. Les imprimantes 3D de Rennaker ont joué un rôle important dans l’avancement de ce projet de recherche. « L’imprimante 3D Dimension a accéléré cette recherche importante par quatre ou cinq. Elle m’a donné la liberté de penser en dehors de la boîte. Je n’ai pas été limité par des mesures progressives », a déclaré Rennaker. « Je peux concevoir un dispositif entier et l’imprimer en une seule journée. »