Accroître les capacités de la simulation médicale grâce à l'impression 3D

Faire œuvre de pionnier dans n'importe quelle entreprise demande du courage et de la détermination, mais aussi du leadership et une vision. C'est la voie qu'emprunte un hôpital pour enfants de Floride grâce à ses capacités d'impression 3D, qui font désormais partie intégrante de son programme de simulation médicale.

L'impression 3D à des fins médicales n'est pas nouvelle, mais l'utilisation de cette technologie sur le lieu de soins n'en est qu'à ses débuts. Cet hôpital pour enfants y voit un instrument essentiel pour améliorer les résultats des patients.

"En pédiatrie, il y a toujours un niveau de complexité plus élevé. Les enfants naissent avec des diagnostics et des complications très rares, uniques et individualisés, et l'impression 3D est en quelque sorte parfaite pour cela."

• Directeur médical du Centre de simulation médicale et d'éducation innovante de l'hôpital pédiatrique de Floride.

Améliorer le réalisme de la simulation médicale

Le directeur médical du Centre de simulation médicale et d'éducation innovante de l'hôpital est un partisan avoué de l'impression 3D et considère que cette technologie est essentielle pour aider à soutenir les objectifs du programme de recherche et d'éducation en vue d'améliorer les soins. "Lorsque je suis arrivé ici, cela faisait partie de mon objectif, de pouvoir utiliser l'impression 3D exactement comme cela ; un outil pour aider à améliorer les résultats pour les patients et améliorer la formation des cliniciens."

Pour atteindre cet objectif, l'hôpital a fait l'acquisition d'une imprimante 3D Stratasys J750™ Digital Anatomy™ pour renforcer son centre de simulation. L'imprimante, associée au logiciel Digital Anatomy, est capable de créer des modèles anatomiques incroyablement réalistes. Pour atteindre ce niveau de réalisme, l'imprimante Digital Anatomy fait appel à plusieurs matériaux spéciaux conçus pour imiter les os et les tissus humains : BoneMatrix™, GelMatrix™ et TissueMatrix™. Le logiciel exploite ces matériaux pour permettre à plus de 100 préréglages anatomiques sophistiqués de produire des modèles qui font preuve d'un réalisme validé cliniquement, tant au niveau de la sensation que des performances biomécaniques.

Un ingénieur en simulation du Centre de simulation médicale et d'éducation innovante de l'hôpital, chargé de travailler avec l'imprimante pour créer les modèles et les outils de formation utilisés pour la recherche et l'enseignement, a été impressionné par la puissance de l'imprimante Digital Anatomy, en particulier par ses capacités osseuses avancées. Il a préparé des modèles de crâne et de colonne vertébrale pour un atelier de formation des médecins qui leur a permis de s'exercer à couper et à percer les modèles osseux. Les médecins ont déclaré que les modèles simulaient de manière très réaliste le travail sur des os réels. "Ils ont été très impressionnés par le matériau de la matrice osseuse. Ils ont dit qu'elle était très proche de la réalité", explique-t-il. Les modèles d'os standard fabriqués en plastique n'offrent généralement pas la même dureté et la même résistance que l'os réel et sont généralement plus faciles à découper. "Ils ont été vraiment surpris de la difficulté à percer le plastique, comme ce serait le cas avec de l'os réel", ajoute-t-il.

Ce type de formation peut être une aubaine pour les médecins qui se forment à des procédures complexes et délicates comme la fusion vertébrale. L'équipe de simulation souligne que le fait de regarder des photos ou des vidéos n'a pas le même impact qu'une simulation réaliste. "Vous devez connaître l'emplacement de votre site, savoir où vous pouvez forer et où vous ne pouvez pas. C'est aux repères physiques que vous vous habituez. C'est l'avantage de l'impression de ces modèles, pour que vous puissiez vraiment vous entraîner aux repères."

Le directeur médical du Center for Medical Simulation and Innovative Education renforce cet impact pour les cas particuliers qu'ils rencontrent à l'hôpital pour enfants. "En pédiatrie, il y a toujours un niveau de complexité plus élevé. Les enfants naissent avec des diagnostics et des complications très rares, uniques et individualisés, et l'impression 3D est en quelque sorte parfaite pour cela", explique-t-elle. "Maintenant, avec cette imprimante, parce qu'elle fait des matériaux mous et durs, je peux faire de la peau et des tissus mous et des os, et je peux potentiellement créer un entraîneur pour que nos boursiers n'aient pas à effectuer la procédure pour la première fois sur un minuscule bébé de 500 grammes (17 onces)."

Donner accès à la formation pour de meilleurs résultats

Pour cette équipe de simulation, l'objectif est d'avoir un impact positif sur la vie des jeunes enfants qui ont besoin de soins spéciaux. Mais à un niveau plus tactique, aider les équipes chirurgicales en leur offrant une formation très efficace et des capacités de résolution de problèmes sont des objectifs clés, et des outils comme l'imprimante Digital Anatomy les aident à y parvenir. Selon le directeur médical du Center for Medical Simulation and Innovative Education, les grands fabricants de simulateurs, bien qu'ils s'améliorent, n'ont pas beaucoup de modèles pédiatriques qui répondent à leurs besoins de formation. L'impression 3D comble ce vide.

"Comme l'impression 3D offre une vue et une expérience tactile, en particulier avec cette imprimante qui dispose de matériaux souples et durs, les possibilités me semblent infinies car (les médecins) peuvent opérer avant d'opérer", dit-elle. "La réduction des complications et l'identification d'une meilleure méthode auront de nombreux effets secondaires ; cela réduira la durée de l'opération, la morbidité et la mortalité et nous aidera à réduire la durée de l'anesthésie, ce qui est meilleur pour le développement du cerveau", ajoute-t-elle.

Promouvoir les avantages

L'équipe de ce centre de simulation de Floride travaille principalement avec des personnes de l'hôpital qui s'intéressent à la technologie d'impression 3D. Mais l'objectif est d'étendre la sensibilisation. "Notre but est de commencer à faire plus de relations publiques internes et d'atteindre d'autres groupes qui ne réalisent peut-être pas qu'il y a ici un outil qu'ils pourraient utiliser, et de leur montrer quelles sont les options potentielles."

L'équipe souligne également qu'en raison de l'expertise pédagogique du centre de simulation, elle a eu l'occasion de développer sa capacité à former le personnel. Combiné à la possibilité d'imprimer plusieurs moules et modèles de formation pour que le personnel puisse s'exercer, le programme a été facilement adopté. "Parce que nous avons la combinaison de l'expertise éducative sur la façon dont vous pourriez utiliser l'impression dans un cadre éducatif, plus maintenant la capacité d'imprimer les formateurs, je pense que cela a été une grande victoire pour nous et je pense que c'est ce qui nous a donné le plus de valeur et de retour sur investissement."