Première prothèse oculaire imprimée en 3D installée dans l'orbite d'un patient
Le célèbre institut Fraunhofer et sa division d'impression 3D nous ont rapprochés des androïdes grandeur nature de la série télévisée à succès Westworld de HBO en imprimant une prothèse oculaire qui, pour la première fois, sera insérée dans l'orbite d'un patient. Grâce à leur logiciel propriétaire Cuttlefish : Eye et de leur pilote d'impression 3D, les chercheurs de Fraunhofer ont réussi à enregistrer un modèle 3D d'une prothèse oculaire contenant une multitude de matériaux et de couleurs. Au lieu de mouler l'orbite d'un patient, ce qui est stressant et prend du temps, le processus ne nécessite plus qu'un "scan non invasif et non ionisant de 2,4 secondes effectué par un scanner ophtalmique à tomographie par cohérence optique spécialement modifié", ainsi qu'une photo de l'œil sain comme référence.
Ces données sont transmises au logiciel Cuttlefish : Eye de Fraunhofer qui fusionne les informations pour créer un modèle prêt à porter avec la plateforme d'impression 3D Cuttlefish. Le résultat est une prothèse oculaire qui prend une fraction du temps et du stress qu'il fallait auparavant. La technologie est désormais prête pour l'heure de pointe, avec le premier essai clinique à grande échelle mené au Moorfields Eye Hospital de Londres. Selon le professeur Mandeep Sagoo, ophtalmologue consultant à Moorsfield :
Nous sommes enthousiasmés par le potentiel de cet œil entièrement numérique. C'est l'aboutissement de quatre années de développement d'une technologie sophistiquée entre le Moorfields Eye Hospital, l'Institut d'ophtalmologie de l'UCL, Ocupeye Ltd et Fraunhofer. Nous espérons que l'essai clinique à venir nous fournira des preuves solides de la valeur de cette nouvelle technologie, en montrant la différence qu'elle fait pour les patients. Elle a clairement le potentiel de réduire les listes d'attente.
Environ 40 patients participent à l'essai de prothèses oculaires imprimées en 3D, et le premier patient a déjà été équipé le 25 novembre. La seiche de Fraunhofer : Eye de Fraunhofer est certifié en tant que dispositif médical de classe 1, tandis que les composés d'impression ont reçu l'approbation de biocompatibilité de l'Agence britannique de réglementation des médicaments et des produits de santé.
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DARMSTADT, Allemagne, 29 nov. 2021 (GLOBE NEWSWIRE) -- À l'avenir, les prothèses oculaires seront fabriquées par des imprimantes 3D. Fraunhofer IGD a développé un certain nombre de technologies qui supplantent la production actuelle et entièrement manuelle de prothèses individuelles. Le logiciel Cuttlefish:Eye de Fraunhofer utilise un scan 3D de l'orbite de l'œil et une photo calibrée en couleur de l'œil sain pour créer le modèle 3D de la prothèse oculaire. Lepilote d'impression 3D Cuttlefish® de Fraunhofer est utilisé pour imprimer le modèle sur une imprimante 3D multicolore et multimatériaux.
Non seulement une prothèse oculaire imprimée en 3D est produite en une fraction du temps requis par le processus conventionnel, mais la prothèse obtenue est également plus réaliste. Cela est rendu possible par les algorithmes de Cuttlefish:Eye, une solution logicielle de l'Institut Fraunhofer de recherche en infographie IGD. En étroite collaboration avec la société britannique Ocupeye Ltd, l'équipe de recherche de Darmstadt a mis au point un processus unique permettant de créer un modèle virtuel à partir d'un scan de l'orbite et d'une photo de l'œil sain. Ce modèle sert de plateforme numérique fiable pour l'impression 3D. Cette technologie révolutionnaire de production de prothèses va maintenant être appliquée pour la première fois à des patients dans le cadre d'un essai clinique qui se tiendra au Moorfields Eye Hospital de Londres.
Le professeur Mandeep Sagoo, ophtalmologue consultant au Moorfields, a ajouté : "Nous sommes enthousiasmés par le potentiel de cet œil entièrement numérique. C'est l'aboutissement de quatre années de développement d'une technologie sophistiquée entre le Moorfields Eye Hospital, l'Institut d'ophtalmologie de l'UCL, Ocupeye Ltd et Fraunhofer. Nous espérons que l'essai clinique à venir nous fournira des preuves solides de la valeur de cette nouvelle technologie, en montrant la différence qu'elle fait pour les patients. Elle a clairement le potentiel de réduire les listes d'attente".
Les prothèses oculaires s'avèrent nécessaires lorsqu'un œil a dû être retiré chirurgicalement pour des raisons de santé, par exemple à la suite d'une blessure grave ou d'une maladie potentiellement mortelle telle que le cancer de l'œil, des affections qui touchent environ trois quarts de million de personnes en Europe et plus de huit millions dans le monde. La méthode consistant à mesurer individuellement l'orbite et à fabriquer les prothèses est restée largement inchangée depuis de nombreuses décennies. Le moulage invasif peut être inconfortable et, chez les enfants, une expérience angoissante qui nécessite souvent une anesthésie générale. Le processus de fabrication qui s'ensuit, artisanal et long, entraîne plusieurs mois d'attente, exacerbant ainsi ce qui est déjà un moment stressant pour le patient. Grâce aux technologies d'impression 3D de pointe, le nouveau processus accélère considérablement la production et offre aux patients une expérience plus rapide, plus efficace et globalement plus confortable.
Le rendez-vous initial pour la prothèse 3D du patient commence par un scan non invasif et non ionisant de 2,4 secondes effectué par un scanner ophtalmique de tomographie par cohérence optique spécialement modifié, fabriqué par TOMEY Japan. Ce scanner médical est utilisé couramment dans un environnement hospitalier. Le résultat de la numérisation de l'orbite et l'image calibrée en couleur de l'œil sain sont transférés de manière transparente et numérique au Fraunhofer IGD. Tomey a optimisé ses capacités de sorte que l'orbite de l'œil retiré est mesurée avec précision et qu'une photo de l'œil sain, calibrée en couleur, est produite. Cuttlefish:Eye crée un modèle d'impression 3D à partir de ces données en un temps tout aussi court. Les imprimantes sont contrôlées par le pilote universel d'imprimante 3D Cuttlefish®, qui se caractérise par la cohérence des couleurs et la représentation réaliste des matériaux, même transparents. La technologie Fraunhofer IGD est utilisée dans le monde entier avec de nombreux types d'imprimantes différents. Les prothèses 3D sont imprimées par la société Fit AG, basée à Lupburg, qui possède une longue expérience de la fabrication additive, notamment dans le domaine de la technologie médicale. Une fois imprimées, les prothèses sont inspectées et reçoivent un polissage final par une équipe d'ocularistes expérimentés. Avec une seule imprimante 3D, Ocupeye peut potentiellement répondre aux besoins annuels d'environ 10 000 prothèses nécessaires au marché britannique.
Gordon Bott, PDG d'Ocupeye Ltd, a ajouté : "En collaboration avec Fraunhofer, nous avons réalisé la toute première prothèse oculaire imprimée en 3D chez l'homme. Il existe désormais une technologie complète qui a véritablement le potentiel de réimaginer les attentes des patients porteurs de prothèses oculaires.
Chaque étape de la nouvelle procédure de fabrication a été soumise à des contrôles de qualité stricts. Par exemple, le logiciel Cuttlefish:Eye est certifié comme un dispositif médical de classe 1. Des tests de biocompatibilité approfondis et exhaustifs ont été réalisés sur les matériaux d'impression 3D, avant que l'Agence britannique de réglementation des médicaments et des produits de santé (MHRA) ne fournisse une lettre d'approbation pour un essai clinique. Cet essai clinique permettra de recruter une quarantaine de patients qui recevront une prothèse oculaire imprimée en 3D ; ils seront examinés à plusieurs reprises par du personnel clinique qualifié au cours d'une année et devront rendre compte de leurs expériences.
Il s'agit d'une étape importante qui rapproche les partenaires du projet de la réalisation de leur vision. À savoir, avoir la capacité de fournir systématiquement un produit médical réaliste aux patients qui ont besoin d'une prothèse oculaire. Cela est rendu possible par un processus innovant très "disruptif" qui commence par un dispositif médical de tomographie par cohérence optique, fabriqué par Tomey Japan et dont le siège européen se trouve à Nuremberg. À partir des enseignements tirés de la phase de recherche et de développement, Tomey a adopté la fonctionnalité améliorée comme standard et l'a appliquée à ses appareils de la prochaine génération.
Avec un seul appareil par clinique et un petit nombre d'imprimantes 3D déployées géographiquement, il serait possible de répondre à la demande du marché mondial estimée à huit millions de personnes, soit environ 0,1 % de la population mondiale.
Pour plus d'informations :
Plus d'informations sur le pilote d'imprimante 3D Cuttlefish®
Plus d'informations sur la recherche en impression 3D au Fraunhofer IGD
À propos du Fraunhofer IGD :Fondé en 1987, le Fraunhofer Institute for Computer Graphics Research IGD est le principal institut mondial de recherche appliquée en informatique visuelle basée sur les images et les modèles 3D. Nous transformons les informations en images et les images en informations. Les mots-clés sont : interaction homme-machine, réalité virtuelle et augmentée, intelligence artificielle, simulation interactive, modélisation, impression 3D et numérisation 3D. Environ 180 chercheurs répartis sur trois sites à Darmstadt, Rostock et Kiel en Allemagne développent de nouvelles solutions technologiques et des prototypes pour l'industrie 4.0, les soins de santé numériques et la ville intelligente. En coopération avec ses instituts frères de Graz, en Autriche, et de Singapour, ils revêtent également une importance internationale. Avec un volume de recherche annuel de 21 millions d'euros, nous utilisons la recherche appliquée pour contribuer au développement stratégique de l'industrie et de l'économie.
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