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Les chercheurs ont développé une attelle imprimée en 3D qui a été utilisée pour sauver la vie d'un nourrisson de 20 mois.

Kaiba Gionfriddo avait 6 semaines quand on lui a diagnostiqué une trachéobronchomalacie sévère (TBM), une anomalie congénitale qui provoque l'effondrement de la trachée, bloquant la circulation de l'air dans l'organisme.

La maladie, qui touche un bébé sur 2 100, signifiait que le cœur de Kaiba cessait fréquemment de battre, et même s'il avait l'aide d'un ventilateur médical, il devait être réanimé chaque jour par des médecins .

Des chercheurs de l'Université de l'Illinois, de l'Institut de biologie génomique (IGB) et de l'Université du Michigan ont développé une attelle imprimée en 3D autour du tube de trachéotomie de Kaiba afin d'élargir sa trachée et de soutenir la croissance des tissus.

La trachéobronchomalacie est une affection peu fréquente qui survient lorsque les parois des voies respiratoires s'affaiblissent, entraînant la chute des voies respiratoires pendant la respiration ou la toux. C'est la condition des voies aériennes centrales congénitales les plus courantes, mais elle peut souvent être diagnostiquée à tort comme de l'asthme.

Comment l'attelle a été créée


Matthew Wheeler, professeur de sciences animales à l'Université de l'Illinois, tenant une attelle respiratoire biorésorbable imprimée en 3D.

L'équipe de recherche a déjà testé des attelles de voies aériennes biorésorbables (dégradables) imprimées en 3D chez des porcs âgés de 2 mois qui présentaient les mêmes conditions et les mêmes propriétés biomécaniques et anatomiques qu'une trachée humaine en croissance.

Une tomodensitométrie de la trachée du cochon a été envoyée au professeur Glenn Green de l’Université du Michigan, qui, avec son collègue Scott Hollister, a utilisé l’analyse avec un programme de conception assistée par ordinateur en 3D pour concevoir et imprimer les attelles. un produit approuvé par la FDA (Food and Drug Administration) appelé polycaprolactone (PCL).

Une procédure a été effectuée pour mettre en œuvre le dispositif d'attelle chez un porc souffrant du défaut. Après que l’attelle ait été cousue dans la trachée du cochon, sa trachéobronchomalacie avait disparu.

Matthew Wheeler, professeur de sciences animales à l'Université de l'Illinois, a déclaré:

"Essentiellement, toutes nos percées en médecine clinique humaine ont été initialement testées ou perfectionnées sur des modèles animaux. Grâce à des modèles animaux, les scientifiques et les médecins sont en mesure de perfectionner les techniques, les médicaments et les matériaux sans risquer des vies humaines."

Insertion de l'attelle dans le bébé Kaiba

Les parents de Kaiba, April et Brian Gionfriddo, ont estimé que les chances de survie de leur bébé étaient faibles. Mais un médecin de l'hôpital pour enfants d'Akron, dans l'Ohio, les a informés que des chercheurs de l'Université du Michigan testaient les nouvelles attelles des voies respiratoires.

La FDA a donné une autorisation d'urgence, et l'attelle de Kaiba a été fabriquée à l'aide de lasers assistés par ordinateur afin d'imprimer, d'empiler et de fusionner des couches minces de plastique.

L'opération a eu lieu le 9 février 2012 au CS Mott Children's Hospital, où l'attelle a été cousue dans les voies aériennes de Kaiba. Il y a une fente sur le côté de l'attelle, ce qui permet une croissance le long des voies respiratoires.

Depuis l'opération, la trachée de Kaiba s'est complètement reconstruite. Les chercheurs affirment que son corps va résorber l'attelle lors de la dégradation de la PCL et que son tube de trachéotomie sera retiré en un an sans causer de dommages.

Le professeur Green a déclaré dans un rapport publié dans le New England Journal of Medicine :

"C'était incroyable. Dès que nous avons mis l'attelle, les poumons ont commencé à monter et à descendre pour la première fois et nous savions qu'il allait bien se passer."

Wheeler dit: "Tout notre travail est inspiré par les médecins. Des bébés souffrant de trachéobronchomalacie ont été amenés chez des chirurgiens de l'oreille, du nez et de la gorge, mais ils n'avaient aucune option thérapeutique."

L'avenir des attelles imprimées en 3D dans le traitement de la trachéobronchomalacie

Wheeler dit qu'il aimerait faire progresser cette méthode en ajoutant des cellules souches à l'attelle pour accélérer le processus de guérison.

Mais il ajoute que d'autres essais de cette procédure seront nécessaires pour montrer le succès à long terme avant de pouvoir être utilisé pour sauver d'autres enfants souffrant de trachéobronchomalacie.

Wheeler déclare: "Nous avons la réputation d’être excellents dans ce domaine. Nous souhaitons capitaliser sur l’expertise et les moyens dont nous disposons pour continuer à mener des recherches qui sauvent des vies. J'espère que cette histoire encouragera davantage les gens à venir à nous et dire «Hey, nous aimerions développer ce modèle».

Dans la vidéo ci-dessous, les parents de Kaiba Gionfriddo racontent leur histoire et Scott Hollister et Glenn Green discutent de la procédure à suivre.

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