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Un modèle de prostate 3-D révolutionnaire permet aux chirurgiens d'explorer l'anatomie du patient en détail avant de l'utiliser. Ce nouveau niveau de simulation pourrait améliorer les résultats pour les patients.


Un nouveau modèle de prostate 3D peut améliorer les résultats de la chirurgie de la prostate.
Crédit d'image: M. McAlpine, Université du Minnesota

Toutes les interventions chirurgicales comportent certains risques. Avec la chirurgie de la prostate, il s'agit notamment de troubles de l'érection et de problèmes urinaires.

La précision est essentielle pour éviter l'excision de tissus sains et la clé du succès est la préparation. Avant d'ouvrir un patient, les chirurgiens s'appuient sur des analyses et des simulations de base, mais ils ne peuvent y aller que dans la mesure du possible.

Au cours des derniers mois, une équipe de scientifiques de l'Institut national d'imagerie biomédicale et de génie biologique (NIBIB) a repoussé les limites des simulations chirurgicales plus que jamais auparavant.

Une nouvelle vague de modèles 3D

Dans le passé, les scientifiques et les ingénieurs médicaux ont produit des modèles précis et personnalisés d’organes à l’aide d’imagerie IRM et d’imprimantes 3D. Bien que visuellement précis, le toucher et le toucher de ces modèles sont loin d’être authentiques.

L'équipe NIBIB, cependant, a franchi une ou deux étapes et créé une nouvelle génération de modèles de prostate.

Afin de créer cette innovation, ils se sont associés à une foule d’ingénieurs et de médecins de plusieurs départements de plusieurs institutions.

Il s’agissait des départements de génie mécanique, génie biomédical, médecine de laboratoire et pathologie, urologie et chirurgie de l’Université du Minnesota à Minneapolis, du Centre de recherche en éducation et des technologies de simulation de l’Université de Washington à Seattle et des sciences de la fibre et biomédicales. Ingénierie à l'Université Cornell d'Ithaca, NY.

La nouvelle technologie ne ressemble pas à une prostate. on se sent comme un. Šeila Selimović, Ph.D. - qui dirige le programme NIBIB dans le domaine des biocapteurs - discute du projet en disant: "Ce projet illustre comment des ingénieurs en mécanique et des médecins peuvent collaborer et développer des technologies nouvelles et prometteuses pour le traitement médical.

Selimović poursuit: "La combinaison de cette imprimante 3D nouvelle et unique avec les IRM de la prostate et les échantillons de tissu prostatique est ce qui a permis aux chercheurs de créer une prostate 3D imprimée imitant l'organe réel en termes de forme, de taille et de texture . "

Le modèle a été créé à l'aide d'encres en polymère à base de silicone spécialement conçues, conçues avec soin pour imiter la consistance et les propriétés mécaniques d'une prostate. Les résultats des équipes de recherche ont été publiés dans le numéro de décembre de Advanced Materials Technologies .

"Les encres ont été utilisées pour imprimer le modèle de la prostate, ce qui a abouti à un modèle d'organe anatomiquement précis, avec la même élasticité et la même souplesse que l'organe actuel."

Michael McAlpine, Ph.D., chercheur principal

Des modèles de prostate antérieurs étaient utiles pour la planification chirurgicale, mais avec ce modèle tridimensionnel réaliste, il est même possible de pratiquer la chirurgie - y compris des actions telles que le sondage, la coupe et la suture.

Retour chirurgical immédiat

En allant plus loin, le modèle comprend des capteurs qui donnent aux chirurgiens une rétroaction en temps réel lorsqu'ils interagissent avec lui. Comme McAlpine l'explique, "Vous pouvez y penser comme le jeu d'Opération des enfants lorsque le nez de l'homme s'allume si vous ne parvenez pas à retirer le tibia sans heurter votre forceps dans sa jambe."

Il poursuit: "Notre lecture graphique de la quantité de pression appliquée sur le modèle de la prostate est parallèle au nez du patient de l'opération qui s'allume pour indiquer que vous devez réessayer un peu plus doucement la prochaine fois."

La vidéo suivante montre les capacités de l'organe 3D:

"Cette rétroaction quantitative en temps réel pourrait changer la façon dont les chirurgiens pensent à la médecine personnalisée et à la pratique préopératoire", explique le principal auteur de l'étude, le Dr Kaiyan Qiu, de l'Université du Minnesota.

La recherche montre à quel point la collaboration entre des spécialités multiples et disparates peut réussir. À l'avenir, ces types de modèles pourraient être étendus à d'autres tissus et organes plus complexes.

McAlpine explique: «Je pense à cela comme au projet« Human X ». Si nous pouvions reproduire la fonction de ces tissus et organes, nous pourrions même un jour créer des« organes bioniques »pour greffes."

Il semble que l'avenir soit prometteur pour les modèles chirurgicaux 3D.

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