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Secteur médical Étude de cas

L'impression 3D sauve des vies

De la lutte contre le diabète aux petits « bras magiques » d'Emma, les professionnels de la médecine utilisent l'impression 3D pour sauver des vies et améliorer la santé.

Découvrez comment les héros de la santé innovent rapidement, renversent des barrières et en font plus avec moins grâce à l'impression 3D.

partie arrière du wrex

Dès que Megan Lavelle a vu le dispositif, elle a su qu'il allait changer la vie de sa fille’. Megan Lavelle est une maman énergique et décidée dont la petite dernière, Emma, est née avec une arthrogrypose classique (arthrogryposis multiplex congenita). Lors d'une conférence destinée aux familles victimes de cette maladie, à Philadelphie, Megan Lavelle a appris l'existence du Wilmington Robotic Exoskeleton (WREX), un appareil fonctionnel constitué de barres métalliques à charnières et de bandes de résistance. Il permet aux enfants victimes de malformations des bras de jouer, de se nourrir et de faire des câlins.

L'AMC est une pathologie non progressive qui produit des raideurs articulaires et empêche le développement des muscles. Emma est née avec ses jambes repliées au niveau des oreilles, ses épaules tournées vers l'intérieur. “Elle arrivait juste à bouger son pouce,” nous confie Megan Lavelle. Les médecins ont immédiatement réalisé une opération chirurgicale et plâtré les jambes d'’Emma. La petite fille est rentrée chez elle dans les bras de parents déterminés à lui procurer les meilleurs soins possible.

Les experts médicaux que l'AMC empêcherait pour toujours Emma d'être une petite fille normale. Son développement a été plus lent que la moyenne et elle a passé la plus grande partie de ses deux premières années dans le plâtre ou sur la table d'opération. Incapable de voir Emma jouer et interagir avec son environnement de la même façon que ses sœurs plus âgées, Megan Lavelle s'est demandé si les capacités cognitives d'Emma’ se trouvaient également réduites.

Bien décidée à grandir

partie latérale du wrex 1

Mais Emma a progressé, lentement et constamment. Au fur et à mesure qu'elle grandissait et qu'elle pouvait se déplacer à l'aide d'une marchette, il était de plus en plus évident que son esprit était aiguisé et sa détermination aussi ferme que celle de sa maman’. À l'âge de deux ans, elle ne pouvait toujours pas lever ’les bras et cette petite fille si intelligente en voulait toujours plus. “Elle était vraiment frustrée de ne pas pouvoir jouer’ avec des cubes par exemple,” explique Megan Lavelle. Et alors, sa maman remplaçait les bras d'Emma’, pour jouer avec les cubes, manger, brosser ses dents.

Puis le WREX arriva, présenté lors d'une conférence par un patient de 8 ans victime d'AMC qui levait ses bras et les bougeaient dans tous les sens. Megan Lavelle rencontra les démonstrateurs, Tariq Rahman, Ph.D, responsable de l'ingénierie et de la recherche pédiatriques, et Whitney Sample, spécialiste de la conception pour la recherche, tous deux travaillant à l'hôpital pour enfants Nemours/Alfred I. duPont de Wilmington, dans le Delaware. T. Rahman et W. Sample travaillaient depuis des années à réduire la taille de l'appareil, à l'adapter à des patients de plus en plus jeunes. Fixé à un fauteuil roulant, le WREX fonctionnait pour des enfants de six ans. Mais Emma n'en avait que deux, était petite pour son âge et marchait parfaitement.

Dans l'atelier de Sample’, plein d'outils et de jouets, l'équipe introduisit les petits bras d'Emma’ dans un WREX d'essais, petit mais encombrant fixé à un support immobile. “Elle commença tout de suite à bouger les mains et à jouer,” déclare Sample. Megan apporta des bonbons et des jouets à Emma et, pour la première fois, elle put la voir porter ses mains à sa bouche.

Petites récompenses

whitney et le wrex

Pour permettre à Emma de porter le WREX hors de l'atelier, T. Rahman et W. Sample devaient réduire sa taille et son poids. Les pièces étaient trop petites et précises pour les fabriquer avec le système’CNC dont ils disposaient. Mais, non loin du bureau de W. Sample’ ronronnait une imprimante 3D Stratasys, laquelle pouvait réaliser automatiquement des objets complexes à partir de conceptions sur ordinateur — comme le ferait une imprimante jet d'encre, mais en trois dimensions. W. Sample l'utilisait souvent pour travailler sur des idées sans modèles physiques. Il a donc imprimé en 3D un prototype de WREX en plastique ABS. La différence en termes de poids lui permit de fixer le WREX adapté à la taille d'Emma à un petit gilet en plastique.

Le WREX imprimé en 3D était suffisamment durable pour une utilisation quotidienne. Emma le porte à la maison, à la maternelle, et pendant les séances d'ergothérapie. De plus, la flexibilité de conception offerte par l'impression 3D permet à W. Sample d'améliorer constamment son dispositif d'aide, élaborant des idées en CAO, pour les réaliser le jour même.

pièces du wrex 2

Aujourd'hui, quinze enfants portent des appareils WREX imprimés en 3D personnalisés. Pour ces tout petits patients, T. Rahman explique que les avantages sont bien plus nombreux qu'il n'y paraît. Une inutilisation prolongée des bras peut parfois entraîner un développement limité de l'enfant, affectant également le développement émotionnel et cognitif. Les médecins et les thérapeutes observent attentivement Emma à la recherche des avantages issus d'une utilisation plus précoce des bras.

Emma a rapidement adoré les capacités que le WREX lui a permis de développer. “Lorsqu'elle a commencé à parler, nous allions à l'étage [dans l'atelier de W. Sample’] et nous disions, ‘Emma, tu sais que’ nous allons mettre le WREX.’ Et elle les appelaient ses bras magiques,” nous confie Megan Lavelle.

L'approbation de la petite fille’constitue une belle récompense pour sa maman si déterminée et les chercheurs si impliqués. W. Sample déclare : “Faire partie d'un moment si particulier pour quelqu'un d'autre ne peut’ que vous toucher au fond du cœur.”

Pour en savoir plus sur l'hôpital pour enfants Nemours/Alfred I. duPont, où le WREX a été élaboré, rendez-vous sur Nemours.org.

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