Imprimer en 3D le cœur des patients pour une chirurgie cardiaque plus sure
Étant donné l’incidence élevée des maladies cardiovasculaires, il semble impératif de trouver les moyens d’améliorer la sécurité des patients. Le projet MedicalPhant, financé par l’UE, a mis au point un simulateur 3D capable de reproduire l’organe et la pathologie d’un patient. Ce projet multidisciplinaire a fait l’objet d’un effort collectif impliquant la société Valida Innovation, l’université polytechnique de Valence, l'institut de recherche de l’hôpital La Fe et l’hôpital La Fe lui-même. L’innovation à l’origine de MedicalPhant Le modèle MedicalPhant utilise des informations obtenues par ultrasons et via les scanners de tomographie informatique et les images collectées par résonance magnétique. Il reproduit de manière fidèle les propriétés physiques et mécaniques du cœur tout en fournissant un modèle personnalisé du système vasculaire externe et interne, ce qui permet de simuler des situations cliniques complexes. Le modèle cardiaque imprimé en 3D est ensuite relié à une machine qui recrée les conditions internes du corps humain, comme la pression artérielle, le débit sanguin, la température et les battements du cœur. Une fois l’ensemble des paramètres définis, les médecins peuvent observer comment se comporte le modèle cardiaque du patient et déterminer si l’approche spécifique choisie apporte les résultats attendus. Comme l’explique José María García, directeur général de la société Valida Innovation: «Le comportement de ce modèle de cœur est très similaire à la situation clinique du patient, il peut être étudié et opéré par des chirurgiens à plusieurs reprises avant même de poser un pied dans le bloc opératoire.» Le chirurgien peut même reproduire les conditions susceptibles d’être problématiques et prévoir si la chirurgie sera ou non un succès. Actuellement, le prototype de simulateur a été validé dans des cas d’étude réels de chirurgie cardiovasculaire afin d'obtenir des éléments de diagnostic avant l’intervention. En recourant au modèle MedicalPhant, les scientifiques ont démontré qu’il était possible de vérifier les résultats d’une opération de la valve cardiaque en simulant le repositionnement du feuillet et en testant le fonctionnement de la valve dans des conditions réelles de pression artérielle et de débit sanguin. De manière similaire, le modèle 3D est capable de prévoir une complication liée au développement anormal d’une fistule après le remplacement d’une valve, situation qui empêche les patients de profiter d’une amélioration de leur qualité de vie après une opération. Le modèle MedicalPhant permet de mieux sélectionner les implants destinés à corriger la complication et à permettre un fonctionnement normal de la valve. Un modèle 3D unique Le projet MedicalPhant s’est révélé très fructueux bien que très complexe, associant des expertises dans différents domaines allant de l’imagerie médicale aux études sur les maladies cardiovasculaires en passant par l'ingénierie des matériaux et l’impression 3D complexe. Les partenaires devaient reproduire l’anatomie délicate des valves cardiaques, ce qui présentait une difficulté majeure, y compris pour les systèmes d’imagerie les plus avancés. José María García explique que: «Nous avons été contraints de sortir des sentiers battus pour chacune des technologies et pour les fusionner en un modèle unique.» Il n’y a aucun doute sur le fait que la modélisation des tissus cardiaques des patients avant une intervention chirurgicale présente de nombreux avantages. «Notre approche contribue à préparer l’équipe chirurgicale sans risque pour la vie du patient tout en réduisant les complications et les coûts» souligne José María García. L’entreprise travaille aujourd’hui à l’adaptation du prototype de modèle avant de passer à l’étape de commercialisation de son simulateur 3D. Il est prévu de réaliser un essai clinique majeur avec des instituts européens de grande envergure dans la recherche cardiaque et de faire certifier le dispositif médical. Communiquer aux patients atteints de maladies cardiovasculaires quels sont les avantages d’une reconstitution en 3D de leur cœur par rapport à une image 2D en niveaux de gris sera essentiel pour garantir le succès futur de la technologie innovante d’impression 3D MedicalPhant.
Mots‑clés
MedicalPhant, simulateur, chirurgie cardiaque, impression 3D, modèle 3D, valve cardiaque, essai clinique