Coronaropathies : des stents sur-mesure grâce à l'impression 3D

Comme dans le film américain l’Aventure intérieure, pouvoir visualiser parfaitement les parois et la structure du système artériel représente le Graal du cardiologue, afin de prendre en charge les coronaropathies. Puisqu’il est difficile de voir de manière précise ce qui se passe dans les coronaires, des chercheurs de l’université de Melbourne ont eu l’idée de « sortir » les vaisseaux pour les examiner. Pas directement bien sûr, mais en associant un angiogramme, un superordinateur et une imprimante 3D.

« De manière idéale, nous aimerions utiliser des modèles pour prédire quel type de stent on souhaite poser aux patients, explique Peter Barlis, cardiologue et professeur à l’Université de Melbourne, responsable de l’étude. Une fois que notre processus sera rôdé, nous serons capables d’imprimer en 3D une réplique de l’artère du patient alors qu’il est sur la table d’opération, afin de guider notre procédure ».

Modélisation tridimensionnelle

Pour réaliser cette prouesse, les chercheurs réalisent une simple angiographie des vaisseaux concernés par une éventuelle intervention. Les images sont ensuite traitées par un superordinateur qui, en moins de 24 heures, produit une modélisation tridimensionnelle. Ensuite, il ne reste plus qu’à imprimer en 3D les artères, de repérer précisément les zones à risque à l’œil nu, et de choisir le stent approprié.

A l’heure actuelle, il est encore difficile de repérer avec précision les plaques d'athérome avant qu'elles ne deviennent problématiques. Même les caméras tomographiques en cohérence, qui disposent pourtant d’une résolution inférieure au micron, ne suffisent souvent pas. « Si nous pouvions identifier les plaques à haut risque plus précisément et beaucoup plus tôt, nous pourrions prendre en charge les infarctus avant même leur survenue », se réjouit le Pr Barlis.

 

Un stent personnalisé et résorbable

L’idée des chercheurs réside dans l’étude du flux sanguin, et notamment de ses perturbations. « Il n’y a pas deux artères qui se ressemblent, explique le cardiologue. Un peu comme des débris qui s’accumulent sur les berges d’une rivière, les athéromes s’accrochent à certains endroits précis. Cette technique nous donne réellement une image plus claire de ces zones. » Tout repose en fait sur la puissance de calcul des ordinateurs qui, grâce aux images recueillies, sont capables d’analyser la structure intérieure des vaisseaux et de la modéliser.

L’équipe de Peter Barlis s’est associée à l’école d’ingénieurs de l’université de Melbourne pour la fabrication de polymères viables pour l’impression 3D de stents. Utilisés avec les modèles issus du calculateur, ils pourraient être personnalisés pour s’adapter parfaitement à la morphologie des patients. Et pour aller un peu plus loin encore, les chercheurs s’intéressent aussi à des polymères spéciaux, qui composeraient des stents résorbables et capables d’administrer des médicaments directement dans l’artère.

Biomechanical stress in coronary atherosclerosis: emerging insights from computational modelling