Des chercheurs de l’université Louisiana Tech, aux États-Unis, ont mis au point une méthode innovante d’utilisation d’une imprimante 3D domestique pour fabriquer des implants médicaux personnalisés contenant des médicaments libérés progressivement dans l’organisme, notamment des traitements chimiothérapeutiques.
Jusqu’à présent, les implants médicaux qui libèrent des médicaments de manière contrôlée étaient fabriqués de manière générique, sur la base des doses et des pathologies les plus courantes, ce qui ne permettait pas une utilisation individualisée avec les composants et les doses adaptés à chaque patient.
Des chercheurs de l’université Louisiana Tech ont levé cet obstacle en travaillant sur un projet qui a permis de développer une extrudeuse pour créer un filament à usage médical qui peut être utilisé dans des imprimantes 3D domestiques. La clé réside dans le filament, qui est fabriqué avec les composés médicaux nécessaires pour libérer les médicaments une fois implantés dans le corps, généralement par voie intradermique.
Le matériau de base du filament est naturellement absorbé par le corps humain et chargé d’antibiotiques ou d’autres composés médicaux. Cela permet de personnaliser les implants pour chaque patient, en ajoutant les doses adéquates des médicaments dont ils ont besoin.
Selon Jeffrey Weisman, l’un des concepteurs du projet, l’utilisation d’implants pour l’administration personnalisée de médicaments est une tendance croissante dans le secteur médical. La méthode de création de filaments à usage clinique pour les imprimantes 3D permettra aux hôpitaux et aux pharmacies de prescrire des médicaments d’une nouvelle manière. « L’un des principaux avantages de cette méthode est que nous pouvons utiliser n’importe quelle imprimante 3D domestique, n’importe où dans le monde », a déclaré le chercheur. En fait, l’imprimante utilisée est une MakerBot Replicator, le modèle d’imprimante 3D domestique le plus répandu.
Le système a été mis au point dans le cadre d’une collaboration entre les départements d’ingénierie biomédicale, de nanosystèmes et de systèmes nanoélectriques, à la suite d’une demande du Dr David Mills, qui souhaitait savoir s’il était possible d’imprimer en 3D des capsules d’antibiotiques avec un matériau absorbable par le corps humain.
La plupart des implants antibiotiques actuels, tels que les disques, sont constitués de ciment osseux, un matériau qui doit être mélangé à la main au cours d’une petite intervention chirurgicale. Ces disques sont généralement en plexiglas, ce qui signifie qu’ils doivent être retirés une fois le traitement terminé. Le filament mis au point en Louisiane est un bioplastique qui s’absorbe dans le corps humain, ce qui évite cette seconde intervention pour retirer l’implant.
En outre, le système qu’ils ont mis au point permet de créer ces implants avec des zones creuses, afin d’augmenter la surface en contact avec les tissus et de permettre une libération plus contrôlée du médicament. L’équipe de recherche souligne également que ces implants peuvent être localisés dans des zones spécifiques, évitant ainsi la dispersion du médicament et d’éventuels dommages à d’autres organes tels que le foie ou les reins.
« Actuellement, l’incorporation des additifs dans le plastique nécessite une installation de type industriel pour permettre une bonne dispersion dans le plastique », explique Mills. « Notre méthode permet une dispersion à beaucoup plus petite échelle, donnant aux chercheurs un moyen de personnaliser les additifs aux niveaux requis. Il n’existe aucun autre procédé, même industriel, pour fabriquer des implants à libération spécifique d’antibiotiques ou de médicaments, car le moulage par injection est actuellement davantage axé sur les colorants et les propriétés esthétiques », ajoute le chercheur. « C’est vraiment nouveau et c’est la première fois au monde qu’un dispositif d’administration d’antibiotiques ou de médicaments chimiothérapeutiques sur mesure est imprimé en 3D.