Des tresses en nitinol imprimées en 3D pour des implants cardiovasculaires sur mesure

Les limites des treillis métalliques conventionnels

Les dispositifs transcathtéters mini-invasifs exigent des implants capables de se comprimer dans des cathéters étroits, de cheminer dans les vaisseaux sanguins et de retrouver intégralement leur forme d'origine après déploiement. La fabrication additive conventionnelle d'implants métalliques repose sur des réseaux de treillis rigides dont la déformation dépend de la flexion des barreaux, selon MedicalXpress. Ces géométries standard deviennent excessivement rigides lorsqu'elles sont comprimées et présentent un risque substantiel de fracture structurelle à des déformations approchant 25 %, tout en exerçant des forces radiales élevées sur les parois artérielles qui accroissent les risques cliniques. Le coauteur Dr Carlos Aguilar Vega souligne que les techniques de fabrication traditionnelles imposent des contraintes géométriques qui empêchent une véritable personnalisation mécanique.

« Les structures en treillis fabriquées au moyen de techniques de fabrication additive conventionnelles ne permettent pas d'atteindre le haut degré de déformation réversible requis pour les applications transcathtéters »,

— Dr Carlos Aguilar Vega, IMDEA Materials Institute

Architecture tressée en nitinol et finition chimique

Pour résoudre le problème de rigidité, les chercheurs, en collaboration avec le Massachusetts Institute of Technology et l'University of Galway, ont développé des architectures tressées entrelacées en nitinol, un alliage à mémoire de forme. Plutôt que de faire fléchir des barreaux rigides, la structure absorbe la déformation par le glissement et la réorientation de filaments entrelacés, à la manière des mailles textiles, comme le détaille MedicalXpress. L'équipe a appliqué un post-traitement combinant gravure chimique et électropolissage pour obtenir un état de surface de qualité biomédicale. Ce traitement de surface a réduit l'épaisseur des fibres de 47,7 % et leur section transversale de 71,1 %, permettant aux dispositifs finis de supporter des compressions de diamètre allant jusqu'à 50 % tout en conservant plus de 90 % de récupération élastique.

Validation, protection par brevet et perspectives neurovasculaires

La structure du dispositif médical ainsi obtenue produit une force radiale chronique jusqu'à cinq fois inférieure à celle des treillis conventionnels, réduisant significativement le risque de lésion vasculaire et de thrombose, selon MedicalXpress. La technique brevetée, qui a reçu le James Dyson Award national, a été validée au moyen de cycles uniques de compression-expansion sur diverses géométries, dont un prototype d'armature de valve aortique personnalisé issu de scanners CT de patients, un déflecteur de flux conique et un stent bifurqué fenêtré. Les prochaines étapes comprennent des évaluations de biocompatibilité in vitro et des études animales avant les essais cliniques chez l'humain, tandis que les recherches futures porteront sur l'impression 3D à très haute précision pour cibler les vaisseaux neurovasculaires délicats du cerveau.

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