19/10/23
La microchirurgie est une procédure complexe et délicate qui exige une grande dextérité. La précision est primordiale lorsque les chirurgiens connectent des vaisseaux sub-millimétriques. Le système chirurgical Symani de MMI utilise des instruments stériles à usage unique pour permettre aux spécialistes de réaliser des procédures aussi exigeantes. Cependant, la marge d’erreur étant faible dans un bloc opératoire, comment MMI pouvait-elle aider les chirurgiens à se former à cette approche robotique ? L’entreprise s’est à nouveau tournée vers la fabrication additive (FA) pour trouver la réponse – en transformant son plateau d’exercice statique et rigide en une solution modulaire, flexible et tout-en-un.
Medical Microinstruments, Inc. (MMI) est spécialisée dans la construction d’un système robotique pour les microchirurgies. Cette discipline chirurgicale « combine le grossissement avec des diploscopes avancés, des outils de précision spécialisés et diverses techniques opératoires « 1 Le système chirurgical Symani de la société – qui comprend des instruments « NanoWrist » dotés du plus petit poignet robotisé au monde – aide les chirurgiens à relier avec précision les petites veines, artères ou nerfs à l’intérieur du corps, de la manière la plus minutieuse possible.
Toutefois, pour utiliser efficacement ces micro-instruments, les chirurgiens doivent se familiariser avec le système et s’exercer dans un environnement sûr et contrôlé. Dans le passé, l’ancien tableau d’exercices de MMI pour la formation chirurgicale consistait en de grands carrés attachés, statiques et difficiles à manipuler. Les différents exercices étaient répartis à différentes hauteurs, ce qui rendait difficile le passage d’une activité à l’autre, car les bras robotiques et le microscope devaient être déplacés à chaque fois.
« Le microscope a un petit champ de vision et le formateur devait constamment faire des ajustements qui interrompaient la concentration du chirurgien. Cela prenait du temps à mettre en place, ce qui brisait l’expérience immersive pour le chirurgien. De plus, le déplacement manuel des planches nécessitait de lever ou d’abaisser les bras robotiques par rapport aux planches d’exercice », explique Elias Rosseau, ingénieur concepteur chez Materialise Manufacturing. « Vous voulez que le chirurgien reste concentré sur l’exercice en cours et ne soit pas distrait par de tels détails. Alors, comment MMI a-t-il relevé ce défi particulier ? MMI s’est associé à l’équipe de conception et d’ingénierie de Materialise Manufacturing pour développer une solution utilisant l’impression 3D (3DP) – principalement une refonte complète du plateau d’exercice.
« La planche initiale était fragmentée et devait être assemblée à la main : L’équipe de MMI souhaitait le rendre plus ergonomique, plus facile à utiliser et plus professionnel », explique Elias. Après trois mois et quelques itérations, y compris de multiples boucles de rétroaction entre MMI et le service d’ingénierie de l’équipe de fabrication, les deux équipes ont cocréé le nouveau tableau modulaire. « Il s’agissait d’un processus de co-création qui impliquait d’essayer et de remplacer différents modules jusqu’à ce que nous trouvions les pièces qui fonctionnaient », explique Dries Vandecruys, directeur des services d’ingénierie chez Materialise Manufacturing.
Le nouveau tableau de formation comprend six modules en forme de miel ou hexagonaux fabriqués en PA 12 à l’aide de la technologie de frittage sélectif par laser (SLS). Ces six pièces se combinent pour créer un dispositif en forme d’engrenage plus circulaire et plus compact. Bien que les modules soient imprimés en 3D, la carte utilise des pièces fabriquées de manière traditionnelle. La base a été fabriquée par moulage sous vide et montée sur une plaque en acier inoxydable découpée au laser pour ajouter du poids et de la stabilité à la conception – l’assemblage étant réalisé par fabrication certifiée. L’équipe a décidé d’utiliser la technique SLS, qui était l’option la plus intéressante d’un point de vue économique et qui permettait de produire de petites quantités dans des délais rapides.
Grâce au 3DP, MMI a créé une solution moderne et intégrée qui peut être produite rapidement et en petites séries/quantités. Le SLS a permis à l’équipe de créer des formes uniques et complexes qui s’emboîtent les unes dans les autres, transformant le plateau d’exercice d’une pièce stationnaire en une pièce dynamique. La planche pivote de 60 degrés, ce qui permet au chirurgien d’essayer rapidement un nouveau module. De plus, chaque partie représente un exercice de formation pour aider les chirurgiens à se familiariser avec le système chirurgical Symani et à pratiquer des techniques essentielles pour améliorer les résultats positifs pour les patients lors des microchirurgies.
« Les chirurgiens peuvent désormais s’exercer rapidement à des techniques telles que le pick-and-place, la suture planaire et les anastomoses sur des vaisseaux synthétiques. Ces exercices aident les chirurgiens à se préparer à la transition de leurs compétences manuelles vers une technique robotique lors des microchirurgies, ainsi qu’à se familiariser avec la perception de la profondeur lors de l’utilisation d’un exoscope 3D », déclare Elias. « Et comme la conception est modulaire, elle est également évolutive car les différents exercices de formation peuvent être remplacés et mis à jour lorsque le besoin s’en fait sentir, les modules ciblant différents niveaux de compétence, des débutants aux utilisateurs les plus avancés. »
M. Dries souligne la valeur ajoutée de la fabrication additive, car il s’agit d’une solution qui vient compléter la fabrication existante, le cas échéant : « Bien que nous utilisions des modules imprimés en 3D, il s’agit d’une solution de fabrication hybride à bien des égards en raison de la coulée sous vide et des composants en acier inoxydable. Cela montre que la fabrication additive apporte des avantages tangibles, en améliorant les produits et les solutions avec des géométries impossibles à réaliser avec d’autres méthodes. La fabrication additive est parfaitement adaptée à des secteurs tels que la technologie médicale en raison de ses capacités de production en petites séries, de sa rapidité et de sa polyvalence.
« La conception rationalisée de la planche est fonctionnelle et permet aux chirurgiens et aux formateurs de gagner beaucoup de temps lors de l’installation et de la pratique. Il aide également les chirurgiens à s’entraîner eux-mêmes à l’utilisation du robot, ce qui constitue un outil pédagogique intéressant offrant de nombreuses possibilités. Cependant, de manière générale, le tableau d’exercice aide MMI à valider le système Symani et agit comme une sorte de dispositif de test d’acceptation, aidant les chirurgiens à améliorer leurs compétences simultanément. »
Symani, ou « main symbiotique », est la façon dont MMI facilite l’interaction transparente entre les humains et les machines pour réaliser des interventions chirurgicales de haute précision. La fabrication additive a fait de cette vision une réalité, puisque de nombreux composants imprimés en 3D sont inclus dans les accessoires stériles nécessaires à chaque procédure. Aujourd’hui, MMI accélère la mise en œuvre de cette technologie, en veillant à ce que le processus d’intégration soit aussi fluide que possible pour les chirurgiens ayant reçu une formation à la chirurgie robotique imprimée en 3D. MMI connaît les avantages que la fabrication additive peut offrir, aux petits comme aux grands : réfléchissez à la manière dont elle pourrait révolutionner votre activité et vous permettre d’accéder à de nouveaux clients et à de nouvelles opportunités dès aujourd’hui.
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