Les osselets auditifs de l'oreille moyenne - le malleus, l'incus et les stapes - sont les plus minuscules os du corps humain. Les trois peuvent tenir sur un sou, avec de la place pour épargner. Leur travail consiste à transmettre les sons du tympan au liquide de l'oreille interne. Les maladies, les accidents et les tumeurs peuvent endommager ces os, provoquant ce que l'on appelle une «perte auditive conductive». Le remède est une opération délicate, dans laquelle les os sont remplacés par une minuscule prothèse. Mais la chirurgie a un taux d'échec relativement élevé, environ 25 à 50%.
Des chercheurs du centre médical de l'Université du Maryland utilisent maintenant des imprimantes 3D pour créer des os d'oreille sur mesure. Ils espèrent que ces prothèses amélioreront la technologie actuelle et augmenteront le taux de réussite de la chirurgie.
L’équipe, composée d’un radiologue et de deux médecins des oreilles, du nez et de la gorge, a prélevé les osselets de trois cadavres humains et enlevé les os moyens, ou incuses. Ils ont ensuite utilisé un scanner pour prendre des images des lacunes laissées par les incuses et ont conçu de minuscules prothèses pour les combler. Les prothèses ne variaient que de quelques fractions de millimètres, avec des angles très légèrement différents.
Les chercheurs ont ensuite donné les trois prothèses à quatre chirurgiens différents et leur ont demandé de deviner lequel était dans quelle oreille. Chaque chirurgien a indépendamment associé les prothèses aux oreilles correctes.
"Ils ont dit que ce n'était pas si difficile à comprendre", déclare Jeffrey Hirsch, professeur de radiologie qui a dirigé la recherche. "C'était presque comme une sorte de chose Goldilocks - cette prothèse était trop serrée dans cette oreille et trop lâche dans cette oreille, mais dans cette oreille c'est juste comme il faut."
La recherche a été publiée récemment dans la revue 3D Printing in Medicine .
La prochaine étape consistera à tester le fonctionnement des prothèses à l'aide de cadavres ou de modèles animaux. Ils peuvent exécuter des vibrations sur une prothèse pour voir comment elle transmet le son.
Rendu de la prothèse en place (Centre médical de l'Université du Maryland) Certains défis importants devront être surmontés avant que la prothèse ne soit prête à être utilisée par l'homme. Les images CT utilisées pour créer les prothèses ont été réalisées avec des crânes de cadavres qui avaient été coupés pour n'inclure qu'une partie de l'os environnant. Chez un humain vivant avec un crâne intact, ces images peuvent être plus difficiles à réaliser.
Ensuite, il y a la question du matériel. Les prototypes utilisés dans l'étude ont été fabriqués à partir d'un polymère non approuvé par la FDA pour une implantation permanente chez l'homme. L'équipe devra donc éventuellement trouver un matériau biocompatible. Ils tentent également de déterminer si la prothèse peut être conçue avec une texture en forme de gaufre pour en faire un échafaudage pour les cellules souches. Ensuite, en théorie, les prothèses pourraient être en os véritable, ce qui réduirait le risque de rejet.
Ces dernières années, un certain nombre de chercheurs ont utilisé l’impression 3D pour créer des oreilles externes ou des oreilles. Des chercheurs britanniques et californiens ont utilisé des cellules souches pour faire pousser des oreilles sur des échafaudages imprimés en 3D afin de traiter des enfants atteints de microtie, une malformation congénitale de l'oreille externe. Des chercheurs de la Wake Forest University ont créé des parties externes de l'oreille avec une imprimante 3D utilisant des cellules vivantes et des polymères biodégradables.
«Différents groupes d’enquêteurs s’attachent à l’impression de parties de l’oreille en raison du besoin de technologies améliorées pour les patients malentendants», explique Anthony Atala, directeur de l’Institut de médecine régénérative de Wake Forest.
Selon Atala, les recherches de l'Université du Maryland sont «très prometteuses, car ces structures jouent un rôle essentiel dans la fonction d'écoute dans l'oreille».
Le rôle de l'impression 3D en médecine régénérative ne se limite pas aux oreilles, bien sûr. Des chercheurs, notamment Atala et son équipe, travaillent au développement d'une technologie d'impression 3D pour toutes sortes de parties du corps, de la peau aux os, en passant par les reins. En 2012, des chercheurs ont implanté une trachée-artère temporaire imprimée en 3D chez un bébé né d'une anomalie congénitale qui avait provoqué l'effondrement de ses bronches.
«Je pense vraiment que l’impression 3D deviendra une norme de soins chaque fois que l’on aura besoin d’une prothèse, qu’il s’agisse d’une articulation ou d’une oreille moyenne», déclare Hirsch. «La norme de soin ne sera pas un composant standard, mais un composant conçu sur mesure pour ce patient spécifique.»
