La bio-impression, une technologie qui implique l'impression de tissus vivants, est l'un des développements les plus révolutionnaires de la dentisterie. Malgré l'immense potentiel de la bio-impression, de nombreux cliniciens dentaires trouvent le concept quelque peu abstrait et difficile à appréhender. Pour démystifier les subtilités de ce processus de haute technologie, Dental Tribune International s'est entretenu avec Forrest Hall, qui a partagé son approche étape par étape pour apprendre, à l'aide d'un logiciel gratuit, comment fonctionne la bio-impression.
Monsieur Hall, il existe une multitude d'informations sur l'avenir de la bio-impression en dentisterie. La manière dont l'impression de tissus vivants est réalisée reste encore assez vague pour de nombreux cliniciens dentaires. Vous recommandez aux dentistes d'essayer votre projet de CAO d'un squelette humain pour apprendre les bases de la bio-impression. De quoi ont-ils besoin pour commencer ?
Il existe un certain nombre de scans anatomiques libres qui ont été convertis en fichiers STL pour la CAO et qui sont disponibles gratuitement en ligne. J'en ai sélectionné un dont j'ai pu vérifier qu'il était aussi précis que possible. Vous pouvez utiliser n'importe quel logiciel de CAO gratuit disponible en ligne et y importer le fichier STL. Les étapes suivantes consistent à importer le squelette dans un logiciel 3D qui permet d'interagir avec des maillages. Le squelette possède un maillage préexistant ; cependant, le maillage est continu et ne concerne pas chaque os individuellement.
Le processus consiste à passer en mode éditeur et à sélectionner le maillage de chaque os, ce qui permet de séparer les os en pièces numériques individuelles sur lesquelles vous pouvez travailler. Vous transformez ensuite le maillage en fil de fer, c'est-à-dire en une structure creuse dont les lignes sont semblables à celles d'une toile d'araignée.
Cette image filaire peut être ajustée en fonction de la concentration et de l'échelle, ce qui permet de modifier son gabarit. L'armature peut ensuite être lissée, ce qui lui donne un aspect organique parfait pour créer des structures orthopédiques ou tout autre type d'échafaudage sur lequel des biomatériaux peuvent être imprimés et à partir duquel ils peuvent se développer.
Pouvez-vous nous en dire plus sur la façon dont cela fonctionnerait en pratique, en particulier avec quelque chose comme une mandibule ?
Bien sûr. Par exemple, dans le cas d'une mandibule, le logiciel de CAO dispose de tous ces petits outils qui vous permettent de transformer le maillage en une image filaire. Cette image filaire devient creuse, ce qui vous permet d'ajuster la concentration du maillage. Ensuite, en utilisant l'opération de congé, vous pouvez adoucir un coin et fournir un rayon arrondi, ce qui donne à l'armature un aspect organique très agréable, si vous le souhaitez.
Pour mon projet, je cherche à créer une structure orthopédique, quelque chose comme un exosquelette pour les os, auquel vous pourriez ajouter un remplissage supplémentaire ou une greffe osseuse. Ce treillis filaire à l'extérieur est utile car l'os doit encore être capable de se connecter au tissu environnant.
Grâce aux progrès de la fabrication additive, tels que le frittage laser des métaux, ces structures filaires peuvent être créées plus facilement et à moindre coût en utilisant des matériaux bio-stables tels que le titane et les céramiques.
"En appliquant les forces spécifiques qui agissent sur la structure, on peut voir comment l'os réagit et comment la force est répartie dans l'os.
Quelles sont les autres étapes que les cliniciens pourraient essayer ?
L'étape suivante implique une sous-section appelée optimisation de la topologie. Elle vous permet d'effectuer une simulation de la structure sous tension, torsion, compression ou force d'expansion. En appliquant les forces spécifiques agissant sur la structure, vous pouvez voir comment l'os réagit et comment la force est répartie dans l'os.
Ce processus, appelé analyse par éléments finis, est très utilisé en ingénierie. Certains logiciels permettent de modifier la concentration des mailles dans les zones où la force est plus élevée ou plus faible, ce qui permet d'optimiser la pièce. Il s'agit d'une science très intéressante qui offre de nombreuses possibilités dans les domaines de la médecine et de la dentisterie, et qui permet d'obtenir une pièce à la fois bio-identique et résistante.
