Des implants médicaux en 3D toujours plus proches de la morphologie des patients
Innovation
L’entreprise bretonne SLS Solutions, l’INSA Rennes, l’ENSCR, l’Université de Rennes et le CNRS ont lancé le 28 mars dernier le laboratoire commun LABIOFAB avec pour objectif à terme de commercialiser des matériaux et dispositifs à base de titane biocompatibles et sur-mesure.
« Le titane est un alliage aux nombreuses vertus : il est biocompatible, léger et présente une certaine résistance mécanique. Cette dernière caractéristique est fondamentale, notamment pour les implants dentaires, du fait de la force de la mastication, ou les prothèses de hanche qui sont très sollicitées lors de la marche », explique Thierry Gloriant, Professeur à l’INSA Rennes (Institut national des sciences appliquées), responsable du laboratoire « Chimie-Métallurgie » rattaché à l'Institut des sciences chimiques de Rennes (ISCR, CNRS / École Nationale Supérieure de Chimie de Rennes / Université de Rennes), et coordinateur du laboratoire commun.
SLS-France, société bretonne spécialisée dans la conception et la fabrication de dispositifs médicaux 3D, implantée non loin de Rennes, est experte de la « technologie additive qui permet de fabriquer des implants quasiment sur-mesure, très proches de la morphologie des patients », précise Axel Dubois, fondateur en 2014 et Directeur général de l’entreprise. C’est tout naturellement que l’entrepreneur s’est tourné vers Thierry Gloriant et son équipe pour travailler main dans la main sur de nouveaux alliages de titane parfaitement biocompatibles. Concrètement, grâce à la technologie additive, un faisceau laser fusionne directement la matière constituée d’une accumulation de couches de poudre de titane. Les dispositifs médicaux sont ainsi fabriqués grâce à l’impression 3D métallique.
3 axes de recherche pour le laboratoire commun
La collaboration entre SLS-France et l’ISCR a commencé bien avant le lancement du laboratoire commun LABIOFAB le 28 mars dernier. Dès 2021, l’équipe du chercheur s’associe à l’entreprise. Les premiers stages démarrent, suivis d’une thèse CIFRE. Fin 2022, un brevet est déposé relatif au procédé d’élaboration d’un alliage biocompatible à base de titane, niobium et zirconium, présentant de nouvelles propriétés mécaniques. La méthode fait l’objet de deux publications en 2023. Une troisième est en cours.
Le laboratoire commun LABIOFAB, conclu entre SLS-France et l’ISCR, soutenu par l’Agence Nationale de la Recherche, vise à prototyper des dispositifs médicaux 3D à partir d’alliages de titane aux compositions optimisées. A terme, SLS-France cible une mise sur le marché de dispositifs implantables plus durables et sans complication pour l’hôte.
LABIOFAB est structuré pour une durée de 5 ans autour de trois grands axes de recherche.
« Premièrement, l’élaboration par technologie additive. Cet axe est piloté par SLS-France qui dispose des machines de fabrication, des logiciels de conception et des dispositifs de valorisation de brevet.
Deuxièmement, la connaissance et la mise au point de nouveaux alliages en titane. Cet axe est conduit par l’INSA qui mène des recherches sur le choix des compositions, les traitements thermiques et la caractérisation (analyses chimiques et microstructurales et propriétés mécaniques). Troisièmement, nous travaillerons dans le cadre de ce laboratoire commun à la mise au point d’un prototype maxillofacial », détaille Thierry Gloriant. L’équipe du laboratoire commun travaille avec le service de chirurgie dentaire et maxillo-faciale du CHU de Rennes.
Révolutionner la chirurgie maxillo-faciale
Demain, l’innovation fruit du laboratoire commun LABIOFAB permettra - ce qui n’est pas possible aujourd’hui - de fabriquer un implant ajusté à 90 % au visage du patient victime d’un accident de la route ou d’un cancer des voies aériennes. En effet, « SLS-France fabriquera un implant quasi sur-mesure pour combler la partie osseuse manquante, à partir du scanner 3D. Lors de l’opération, le chirurgien pourra l’adapter parfaitement en fonction des tissus mous et des muscles du visage qui ne peuvent être appréhendés avant une intervention », projette Axel Dubois.
De nombreuses applications
Prothèses du genou ou de la hanche, implants dentaires, agrafes orthopédiques, stents cardiovasculaires…, les implants métalliques sont largement utilisés pour réparer le corps humain. C’est dire si les travaux menés par la quinzaine de chercheurs, d’ingénieurs et de techniciens réunis au sein du laboratoire commun LABIOFAB devraient avoir un impact positif sur la santé des patients en France et en Europe.
