Médical

Fabrication additive dans le secteur médical

De la phase de conception aux pièces et dispositifs à contact patient de courte durée, l'impression 3D permet une innovation plus rapide, des conceptions plus intelligentes et de meilleures solutions pour les patients.

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Fabrication additive dans le secteur médical

Défis

Ce qu'exige l'industrie médicale – et quelle est notre solution

Biocompatibilité

Les composants imprimés en 3D offrent des avantages significatifs pour l'industrie médicale, principalement parce qu'ils peuvent être fabriqués à partir de matériaux certifiés pour la biocompatibilité. Cela garantit qu'ils sont sûrs pour le contact avec le corps humain – les pièces en plastique conviennent au contact avec les muqueuses, l'os ou la peau pendant jusqu'à 24 heures, et avec la peau intacte pendant plus de 30 jours. Les matériaux biocompatibles sont soigneusement testés pour s'assurer qu'ils ne provoquent pas de réactions nocives telles que la cytotoxicité, l'irritation ou les réponses allergiques, conformément aux normes internationales. Cette capacité permet à l'impression 3D de soutenir un large éventail d'applications médicales, notamment les guides chirurgicaux, les prothèses, les implants et les modèles anatomiques.

Résistance thermomécanique

Les composants médicaux fabriqués de manière additive présentent une résistance thermomécanique exceptionnelle, garantissant qu'ils conservent leur intégrité structurelle, leur stabilité chimique et leurs performances fonctionnelles sous charges mécaniques et à températures élevées. Cette qualité dépend du choix du matériau, du procédé de fabrication et des techniques de post-traitement, qui ensemble améliorent la résistance, l'adhésion entre couches et la résistance à la déformation, à l'usure et au stress thermique. Les composants à haute résistance thermomécanique conservent leur forme, leur résistance et leur fonctionnalité même dans des environnements cliniques exigeants, ce qui les rend idéaux pour les dispositifs finaux et les applications de prototypage rapide.

Personnalisation / Individualisation

L'impression 3D joue un rôle important dans le domaine médical en permettant un haut degré de personnalisation des composants, outils et pièces de support. Contrairement aux méthodes de fabrication conventionnelles, qui reposent souvent sur des conceptions standardisées et la production de masse, l'impression 3D permet de produire chaque pièce en fonction de besoins, dimensions ou exigences fonctionnelles spécifiques. Un avantage clé de l'impression 3D est la possibilité d'adapter les composants à des utilisateurs individuels ou à des applications médicales spécifiques. Cela inclut des boîtiers sur mesure pour dispositifs médicaux, des modèles anatomiques spécifiques au patient pour la formation ou la planification, des guides chirurgicaux spécialisés et des outils ergonomiques pour le personnel médical. Ces composants individualisés peuvent être facilement adaptés dans un logiciel de conception numérique et produits sans avoir besoin de nouveaux moules ou outillages. L'impression 3D favorise également le prototypage rapide et l'affinage itératif. Les fabricants et développeurs médicaux peuvent rapidement tester et optimiser les conceptions, facilitant l'amélioration de la fonctionnalité, du confort ou de l'utilisabilité. Les modifications mineures de conception peuvent être mises en œuvre efficacement, ce qui est particulièrement précieux lorsque les composants sont produits en petites quantités ou pour des applications hautement spécialisées.

Matériaux

Nos matériaux recommandés

Modèles anatomiques

Modèles anatomiques

Une avancée importante dans la fabrication de modèles médicaux est l'imprimante 3D Stratasys® J850™ Digital Anatomy™, qui permet aux chercheurs, fabricants de dispositifs médicaux et prestataires de soins de produire des modèles d'anatomie humaine hautement fonctionnels et précis pour un large éventail d'applications. Cette imprimante crée des modèles 3D qui reproduisent fidèlement l'apparence, le toucher et le comportement des tissus, os et vaisseaux humains, grâce à des matériaux et logiciels de pointe. La capacité du J850™ Digital Anatomy™ à produire des modèles 3D exceptionnellement proches des tissus, os et vaisseaux humains en termes d'apparence, de toucher et de fonctionnalité est inégalée. Des matériaux spécialisés tels que GelMatrix, TissueMatrix, RadioMatrix™ et BoneMatrix – qui combinés peuvent produire des centaines de matériaux numériques uniques – sont utilisés pour atteindre ce niveau de réalisme. Le J850™ Digital Anatomy™ dispose d'outils de conception avancés permettant de choisir parmi plus de 500 000 couleurs lorsque les capacités couleur complètes sont requises, de définir les transparences et de spécifier les textures et finitions de surface.

Propriétés

  • TissueMatrix: Résistance à la traction : env. 0,7–0,9 MPa
  • BoneMatrix: Résistance à la traction : env. 29–30 MPa
  • RadioMatrix: Résistance à la flexion : 75–110 MPa
  • GelMatrix: Quantité maximale : 2 kg (éviter le débordement du bain)

Cas d’utilisation

  • Systèmes vasculaires : artères, veines et structures bifurquées complexes à épaisseur de paroi et compliance variables, pour reproduire des vaisseaux sains par rapport à pathologiques
  • Cœur : cœurs détaillés incluant couches myocardiques, feuillets valvulaires, etc.
  • Organes parenchymateux : foie, rein, poumon et autres organes de tissus mous à souplesse réglable
Guides chirurgicaux et pièces finales avec biocompatibilité

Guides chirurgicaux et pièces finales avec biocompatibilité

Stratasys® Somos® BioClear™ est une résine transparente haute performance conçue pour l'impression 3D médicale où la sécurité, la fiabilité et une visibilité claire comptent le plus. Elle est idéale pour les guides chirurgicaux et les pièces finales qui entrent en contact avec le corps pour une durée limitée, tels que les guides dentaires, les gabarits de coupe et les outils de positionnement. Les patients et les cliniciens bénéficient de sa clarté comparable au verre, qui aide les chirurgiens à voir plus facilement l'anatomie sous-jacente, les canaux de forage et les trajectoires de vis pendant les interventions. Les pièces imprimées avec Somos® BioClear™ sont solides, tenaces et dimensionnellement stables, de sorte qu'elles peuvent résister au forage, au vissage et à la manipulation en salle d'opération ou en environnement clinique sans rupture. Le matériau offre la précision requise pour les instruments spécifiques au patient. Pour les applications médicales critiques en matière de sécurité, la biocompatibilité est essentielle. Somos® BioClear™ est testé selon les normes ISO 10993 pertinentes (y compris cytotoxicité, irritation et sensibilisation) et USP Class VI lorsqu'il est traité conformément aux directives validées, ce qui le rend adapté à un contact de durée limitée avec la peau et les tissus muqueux.

Propriétés

  • Résistance à la traction à la rupture : env. 50 MPa
  • Allongement à la rupture : env. 15 %
  • Résistance à la flexion : env. 69 MPa
  • Module de flexion : env. 2 200 MPa

Cas d’utilisation

  • Guides pour interventions sur tissus mous
  • Guides orthopédiques / traumatologiques
  • Guides neurochirurgicaux
Grandes pièces finales avec biocompatibilité

Grandes pièces finales avec biocompatibilité

La résine ULTEM™ 1010 est un thermoplastique polyétherimide (PEI) haute performance et un matériau d'impression 3D robuste. Elle offre une résistance thermique exceptionnelle et le plus faible coefficient de dilatation thermique parmi les matériaux FDM, assurant la stabilité dimensionnelle même dans des conditions thermiques extrêmes. Combinée à sa résistance mécanique et sa résistance chimique remarquables, ULTEM™ 1010 est le matériau FDM le plus résistant disponible, ce qui la rend idéale pour le secteur médical.

Pour les applications nécessitant une conformité réglementaire stricte, ULTEM™ 1010 CG (certified grade) fournit une documentation supplémentaire pour le respect des normes industrielles, notamment la biocompatibilité ISO 10993 et USP Class VI ainsi que la certification de sécurité alimentaire NSF 51. Cela la rend particulièrement adaptée à la production de grandes pièces finales dans le domaine médical, telles que des outils chirurgicaux sur mesure, des boîtiers de dispositifs médicaux, des composants d'équipements de diagnostic et d'autres pièces critiques pour les soins de santé. La combinaison de haute résistance, résistance à la chaleur, stabilité chimique et biocompatibilité certifiée permet aux fabricants de produire des composants robustes et performants qui résistent aux processus de stérilisation répétés et aux conditions d'exploitation exigeantes tout en répondant simultanément aux exigences réglementaires strictes.

Propriétés

  • Résistance à la traction à la rupture : 79,2 MPa (orientation XZ), 28,2 MPa (orientation ZX)
  • Allongement à la rupture : 4,0 % (orientation XZ), 1,1 % (orientation ZX)
  • Module d'élasticité : 3,04 GPa (orientation XZ), 3,00 GPa (orientation ZX)
  • Résistance à la flexion à la rupture : aucune rupture observée (orientation XZ), 81,6 MPa (orientation ZX)

Cas d’utilisation

  • Outils chirurgicaux sur mesure
  • Composants d'équipements de diagnostic
  • Boîtiers pour systèmes respiratoires et de ventilation : conduits, collecteurs et composants de masques qui entrent à plusieurs reprises en contact avec les muqueuses ou la peau, en utilisant la biocompatibilité du matériau

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