Des implants auditifs imprimables en 3D à base de collagène seront bientôt une réalité
La surdité de transmission (ST) est une affection liée au dysfonctionnement ou à un traumatisme de l’oreille moyenne. Elle affecte plus de 5 % de la population mondiale et plus de 15 % des personnes âgées. Grâce au soutien du programme Actions Marie Skłodowska-Curie, le projet COLLHEAR a développé un nouvel implant auditif imprimable destiné à remplacer les petits os de l’oreille moyenne, connus sous le nom d’osselets. «Je voulais revoir la conception de la prothèse», explique Mario Milazzo, chercheur principal. Il entendait définir de nouvelles formes géométriques, réalisées à partir de collagène et optimisées pour la performance et pour répondre aux exigences des technologies de production en 3D. «Les technologies de fabrication actuelles pour les implants de l’oreille moyenne n’ont pas considéré l’impression en 3D comme une option viable, qui, je pense, peut conduire aux meilleures solutions prothétiques en termes de forme et de fonctionnalité», poursuit-il.
Des appareils auditifs de prochaine génération
Mario Milazzo, qui est basé à l’École d’études avancées Sant’Anna, a imprimé des prototypes à l’Institut de technologie du Massachusetts (MIT) et à l’Université Tufts aux États-Unis d’Amérique, où une partie du projet a été menée. Le processus d’impression en 3D comportait de nombreux défis. «Les dispositifs sont très petits, ce qui peut compliquer l’impression à l’échelle du millimètre. La sélection des bons paramètres de fabrication est complexe», souligne Mario Milazzo. Les prothèses sont composées de collagène de type 1 et d’hydroxyapatite, une forme minérale du calcium qui existe à l’état naturel. «Ce sont des composants innés des os», explique Mario Milazzo. L’impression de ces matériaux s’est également révélée problématique: «Il était difficile de régler avec précision la densité et la viscosité du composite pour rendre l’impression en 3D fiable», ajoute-t-il. Toutefois, il y est parvenu et a testé les prothèses dans des os temporaux humains. «En raison de problèmes administratifs et éthiques, les prothèses n’ont pas encore été placées chez de véritables patients, bien que ce soit mon objectif final — et passionnant.»
Performances
Les résultats étaient encourageants. L’évaluation acousto-mécanique a montré une performance comparable à celle des prothèses commercialisées. «Mais notre dispositif a l’avantage d’être réalisé à partir d’un matériau davantage biocompatible», explique Mario Milazzo. Cela devrait réduire le risque de rejet des implants. Pour savoir si tel était le cas, Mario Milazzo a placé les implants imprimés dans un bioréacteur, un équipement capable de reproduire des conditions physicochimiques spécifiques qui imitent l’environnement final ciblé dans lequel la prothèse sera utilisée. «J’ai utilisé un bioréacteur déjà conçu par quelques-uns de mes collaborateurs italiens, mais je l’ai adapté à mon application», ajoute Mario Milazzo. Les tests ont démontré la capacité de la prothèse à héberger des cellules épithéliales et mésenchymateuses sur ses surfaces, un résultat prometteur qui ouvre la voie à un avenir passionnant pour les études in vivo. Les activités liées à la modélisation, à la fabrication, et à l’évaluation acousto-mécanique ont eu lieu en Amérique, et ont impliqué le MIT, l’Université Tufts et le Massachusetts Eye & Ear — un établissement affilié à l’Université de Harvard. L’évaluation biologique s’est quant à elle déroulée en Italie à l’École d’études avancées Sant’Anna et à l’Université de Pise.
Les prochaines étapes
Mario Milazzo discute activement avec les partenaires du projet et les cliniciens spécialisés dans la tête et le cou de nouvelles opportunités de financement pour contribuer davantage au domaine de la micro-prosthétique. «La bourse Marie Curie m’a, en réalité, donné l’occasion d’étendre mes horizons de recherche en termes de connaissances et de compétences, et de rencontrer et de collaborer avec les meilleurs scientifiques du monde qui ont considérablement contribué à mon développement personnel et scientifique.»
Mots‑clés
COLLHEAR, implants auditifs, collagène, impression en 3D, surdité de transmission, appareils auditifs, oreille, prothèses
