Impression 3D d'une prothèse de mâchoire

Les imprimantes 3D du fabricant Formlabs s’imposent comme de plus en plus utiles dans bien des domaines : médecine, prototypage, joaillerie. Ces imprimantes améliorent considérablement le confort de vie de nombreuses personnes.

A travers l’histoire de Shirley Anderson, découvrez les avantages d’utilisation d’une telle machine à travers l’impression 3D d’une prothèse de mâchoire.

L’histoire de Shirley Anderson : le survivant du cancer receveur d’une prothèse grâce à l’impression 3D

Sur l’épaule gauche de Shirley Anderson on peut voir un tatouage où « Della » le nom de sa femme depuis 50 ans, trouve sa place au milieu d’un cœur. Ils se sont rencontrés au lycée à Evansville dans l’Indiana et se sont mariés juste avant qu’il ne parte servir l’armée pendant la guerre du Vietnam.
Quand il est revenu, il a travaillé en tant que mécanicien et Della était assistante administrative.
Ils ont rapidement eu 2 enfants qui leurs ont donné 3 merveilleux petits enfants. Ils vivent toujours à Evansville et ont vécu un heureux mariage pendant des années. Encore aujourd’hui Shirley garde toujours précieusement une photo de Della dans son portefeuille.

2012 : Rencontre avec le docteur Bellicchi, créateur de la prothèse

La chance a tourné pour nos deux amoureux en 2012 lorsqu’ils ont rencontré Docteur Travis Bellicchi, un médecin de l’école dentaire de l’Indiana spécialisé en prothèse maxillo-faciale.

Le cas de Shirley était un gros challenge pour le praticien car la prothèse faciale nécessaire est 4 fois plus grande que toutes celles qui avaient été créées par l’université, mais docteur Bellicchi était déterminé à créer une mâchoire artificielle pour Shirley.

L’ancienne méthode de fabrication de la prothèse

Pour commencer Docteur Bellicchi a utilisé les techniques traditionnelles pour fabriquer la prothèse de Shirley. Avec cette méthode, Shirley devait rester assis avec un plâtre sur sa tête pendant plusieurs heures.
Certains patients qui ont subi cette procédure, ont paniqué à cause du sentiment de claustrophobie d’avoir leur visage couvert de plâtre car lors de cette étape les patients doivent respirer à travers une paille.

Ensuite, Docteur Bellicchi a utilisé la réplique du visage de Shirley dans le plâtre pour sculpter la prothèse dans l’argile. Il a ensuite utilisé cette structure pour fabriquer la prothèse en silicone.

Un artiste a ensuite peint minutieusement la surface pour correspondre à la couleur du teint de Shirley, cette étape se nomme la caractérisation esthétique. Malgré ces nombreux défauts cette méthode est aujourd’hui la plus utilisée pour créer des prothèses du visage.

« Le processus traditionnel pour l’impression, la sculpture, l’élaboration du moule, la caractérisation esthétique est un travail long et compliqué » explique le docteur Bellicchi.

« La prothèse était tellement inconfortable que Shirley ne pouvait pas la porter plus de quelques heures. Elle était lourde, glissait très souvent et son aspect n’était pas du tout réaliste. »

Docteur Bellicchi : « je savais qu’il y avait un besoin pour une solution digitale »

L’innovation : élaboration de la prothèse par impression 3D

Le professeur Zeb Wood, un professeur à l’école des médias, de l’art et de la science a introduit docteur Bellicchi aux technologies du scan, de la sculpture numérique, de l’élaboration du moule numérique, et de l’impression haute résolution 3D. Pour la nouvelle prothèse de Shirley, à la place d’avoir un processus d’impression particulièrement inconfortable, ils ont créé un patient virtuel, un modèle numérique de la tête de Shirley en utilisant un scan pour capturer les détails du squelette, superposé à un scan 3D de son visage.

L’équipe a utilisé les imprimantes Form 2 pour reproduire la sculpture numérique en un moule 3D, prêt à mouler pour la prothèse finale en impression 3D. Le nouveau moule imprimé en 3D compte beaucoup d’améliorations comparé à l’original. L’aspect est bien plus réaliste, plus léger et plus respirable, ce qui permet à Shirley de se sentir à l’aise en le portant.

« Nous avons commencé avec Shirley Anderson » explique docteur Bellicchi « et nous avons étendu cette méthode de travail à d’autres patients. »

La technique de Shirley : l’usage de l’impression 3D pour les prothèses

L’un des patients est Jackie Barnard, un homme qui a perdu son oreille gauche dans un accident dramatique. Lors de sa première rencontre avec Docteur Bellicchi, ce dernier a pris un scan numérique du visage de Jackie, et Cade, son assistant, a travaillé sur une représentation digitale. Pour la seconde visite de Jackie, seulement 6 semaines après, ils ont pu présenter à Jackie et toute sa famille un prototype de sa nouvelle oreille gauche et le guide chirurgical qu’ils utiliseront pour aligner la prothèse imprimée en 3D lors de la fixation.

L’équipe de l’université a appliqué la méthode à 6 autres patients et continue à rechercher des candidats. Le docteur Bellicchi est reconnaissant d’avoir eu Shirley comme premier patient « C’est un privilège d’avoir eu l’opportunité de travailler avec un patient comme Shirley car il a rendu le processus collaboratif. Shirley a participé au travail pour améliorer sa prothèse en impression 3D. C’est probablement le plus gros challenge de ma carrière de prothésiste, et le plus valorisant ».