Endoprothèses canines métalliques et guides de coupe plastiques personnalisés : conception, fabrication additive et validation

Résumé

L’ostéosarcome est le type de cancer des os le plus courant chez le chien, affectant principalement le radius distal. L’opération de sauvetage de membre avec plaques métalliques commerciales est un des traitements disponibles, mais il offre des résultats sous-optimaux. Cette étude propose l’utilisation d’endoprothèses et de guides de coupe personnalisés, produits par fabrication additive pour améliorer ce type de chirurgie. Les modèles osseux issus des tomodensitométries du patient sont reconstruits et utilisés pour concevoir la prothèse et le guide de coupe en appliquant les consignes du chirurgien vétérinaire. La prothèse est fabriquée en un alliage de titane sur un système de fusion par laser sur lit de poudre, tandis que le guide de coupe est imprimé en plastique par dépôt de fil. Plusieurs étapes de post-traitement sont effectuées avant l'expédition de l’ensemble prothèse-guide pour la chirurgie. Le temps requis pour cette démarche est en moyenne entre 65 et 85 heures. Une telle approche permet de réduire la durée de la chirurgie de 25-50%. Pour vérifier la résistance des endoprothèses personnalisées, un modèle numérique d’un membre instrumenté est développé et validé par un test biomécanique ex-vivo. Ce modèle validé est utilisé pour analyser la distribution de contraintes dans les os et l’implant, et peut servir afin d’optimiser l’endoprothèse personnalisée en termes de forme et de matériau de fabrication. Une comparaison des tests biomécaniques de membres cadavériques instruments d’une endoprothèse personnalisée et d’une plaque commerciale montre un comportement similaire des deux assemblages. Ceci semble indiquer que l’endoprothèse personnalisée est au moins aussi résistante que ses contreparties disponibles commercialement. Cinq chiens sont opérés avec succès au cours de l'essai clinique en cours. L’analyse de temps de ces cinq cas identifie des goulots d’étranglement dans la méthodologie de production et des solutions potentielles sont présentées. L’analyse des coûts montre que la prothèse personnalisée est 70-100% plus dispendieuse qu’un assemblage plaque-endoprothèse commercial, toutefois, la réduction de la durée de la chirurgie, le potentiel de diminution des risques d'infection postopératoire et des risques de défaillance de l'implant sont des benefices non-négligeables.

Date	21 sept. 2018
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Vladimir Brailovski (Directeur(-trice)) & Yvan Petit (Codirecteur(-trice))