Le fabricant américain d’imprimantes 3D 3D Systems a annoncé son entrée sur le marché de la radio-oncologie avec le lancement de sa nouvelle solution Virtual Surgical Planning ou « VSP » Bolus.

Conçu pour permettre la production de dispositifs médicaux pour le traitement du cancer, le service VSP Bolus permet aux cliniciens de les imprimer en 3D à des épaisseurs sur mesure, réduisant ainsi tout espace d’air entre les instruments et les patients. Ce niveau d’ajustement serré rend non seulement les pièces résultantes créées à partir d’un élastomère biocompatible plus confortables, mais améliore potentiellement leur efficacité thérapeutique et les chances de survie des patients.

« Alors que la radiothérapie est devenue un traitement courant pour les diagnostics de cancer, chaque cas est aussi unique que chaque patient », explique Menno Ellis, vice-président exécutif des solutions de soins de santé chez 3D Systems. « En associant l’expérience de nos ingénieurs biomédicaux, nos matériaux biocompatibles, la technologie d’impression 3D et les meilleurs flux de travail numériques, nous sommes en mesure de concevoir et de produire des dispositifs spécifiques aux patients pour aider à améliorer la prestation des traitements de radiothérapie.

« Notre nouveau produit VSP Bolus étend nos capacités pour répondre à une autre application incroyablement importante pour les soins de santé personnalisés. »

Un modèle 3D d’un dispositif médical VSP Bolus prêt pour l’impression 3D. Image via les systèmes 3D.

Portefeuille VSP de 3D Systems

Avec un large portefeuille d’imprimantes 3D, de matériaux et de logiciels, 3D Systems est actuellement en mesure de répondre aux besoins de fabrication de clients opérant dans une grande variété de secteurs industriels et médicaux. En tant que l’un des principaux piliers de son offre dans ce dernier, les services de planification chirurgicale VSP de la société la voient actuellement travailler avec des partenaires cliniques, pour développer des solutions médicales personnalisées qui améliorent les résultats pour les patients.

Réalisés à l’aide de la suite de ressources d’impression 3D de 3D Systems, ces services répondent à une multitude de besoins de santé, de la planification chirurgicale virtuelle à la modélisation anatomique et à la création de dispositifs craniomaxillofaciaux et orthopédiques.

Afin de faciliter de tels projets, la société continue de demander l’approbation de la FDA, à la fois pour ses services et pour l’utilisation de nouveaux matériaux dans les applications médicales. Depuis l’obtention de l’autorisation 510(k) pour sa plateforme VSP Orthopedics, 3D Systems a reçu la même approbation de la FDA pour l’utilisation de LaserForm Ti et DuraForm ProX– pour créer des guides maxillo-faciaux.

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La société a également ajouté de nouveaux guides maxillo-faciaux hybrides VSP à son portefeuille de planification chirurgicale VSP en avril 2021. Conçus pour aider les chirurgiens à opérer avec plus de précision et de confiance, les dispositifs associent la résistance du titane à la douceur du nylon, ce qui les rend robustes mais suffisamment malléables pour l’enregistrement occlusal. .

Une capture d'écran du logiciel D2P de 3D Systems.  Image via les systèmes 3D.
Une capture d’écran du logiciel D2P de 3D Systems. Image via les systèmes 3D.

Passer à la radio-oncologie

Selon les données citées par 3D Systems lui-même, environ la moitié de toutes les personnes diagnostiquées avec un cancer subiront, à un moment donné de leur traitement, une radiothérapie. Au cours de la procédure, les patients doivent porter quelque chose appelé «bolus», un appareil flexible conçu pour se conformer étroitement à leur peau et aider à cibler le rayonnement partout dans le corps où il est nécessaire.

Cependant, 3D Systems indique que de nombreux dispositifs actuels laissent des espaces entre le bolus et l’anatomie du patient, ce qui peut empêcher les cellules cancéreuses de recevoir la dose requise, ou même laisser les zones adjacentes du corps vulnérables aux radiations inutiles. On dit également que la production répétée de tels dispositifs de modulation d’énergie est difficile pour le personnel clinique, d’autant plus qu’ils équilibrent leurs efforts avec leurs tâches.

Pour aider les physiciens médicaux, les dosimétristes et les radio-oncologues à surmonter ces problèmes, 3D Systems a donc développé un flux de travail d’impression 3D alternatif, qu’il appelle VSP Bolus. Dans la configuration révisée de la société, les cliniciens peuvent soumettre les données de tomodensitométrie d’un patient, qui peuvent ensuite être segmentées et utilisées comme base pour un bolus personnalisé conçu via son logiciel DICOM To Print (D2P).

Une fois prêt, l’appareil est envoyé pour production dans l’une des installations de fabrication d’instruments médicaux certifiés de 3D Systems, de manière à éviter au personnel de radiothérapie d’avoir à le créer lui-même à partir de zéro.

En plus d’avoir récemment obtenu l’autorisation 510(k) de la FDA, la société affirme que son service élimine également le besoin de barrières entre les appareils et la peau des patients, tout en permettant la production de bolus réutilisables. Ceci, selon les mots de 3D Systems, est unique, car il fait de VSP Bolus la « seule solution sur le marché qui offre un service complet de conception et de production basé sur le plan de traitement d’un patient ».

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Un schéma de l'antenne de radiothérapie imprimée en 3D des scientifiques.  Image via le Journal international de recherche interdisciplinaire.
Une antenne de radiothérapie imprimée en 3D développée à la North Carolina State University. Image via l’Université d’État de Caroline du Nord.

L’impression 3D en radiothérapie

Bien qu’ils ne disposent peut-être pas tout à fait des ressources nécessaires pour les déployer à la même échelle que 3D Systems, plusieurs autres sociétés et groupes de recherche étudient également le potentiel des dispositifs de radiothérapie imprimés en 3D. En 2020, Adaptiiv Medical Technologies a levé 1,8 million de dollars pour le développement de son logiciel de modélisation 3D de dispositifs oncologiques.

À l’Université d’État de Caroline du Nord, d’autre part, des chercheurs ont utilisé l’impression 3D pour développer des antennes de réception de rayonnement plus confortables que les patients atteints de cancer peuvent porter pendant les procédures d’hyperthermie mammaire par micro-ondes. En ajustant le niveau de remplissage de leur appareil, l’équipe à l’origine du projet a même pu ajuster sa constante diélectrique, optimisant ainsi ses performances à différents niveaux d’exposition.

Un groupe collaboratif basé au Dana-Farber Cancer Institute, au Brigham and Women’s Hospital, au Massachusetts General Hospital et au MIT a également utilisé la technologie pour créer un blindage gastro-radiologique pour les patients atteints de cancer. En utilisant les appareils personnalisés, qui empêchent la toxicité des rayonnements induits par les rayons gamma et X dans les tissus, il est prévu que l’exposition inutile pourrait être réduite jusqu’à 30 %.

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L’image en vedette montre un modèle 3D d’un dispositif médical VSP Bolus prêt pour l’impression 3D. Image via les systèmes 3D.