Prothèses pour chiens imprimées en 3D

AMFox développe des prothèses et des orthèses personnalisées imprimées en 3D pour les animaux

17 avril 2024 | Temps de lecture : 10 min

 

Prothèses pour chiens imprimées en 3D : Rapides, durables et individuelles

Certaines idées empruntent un chemin quelque peu détourné pour parvenir à la personne qui les mettra finalement en œuvre. C'est certainement le cas de l'idée visionnaire selon laquelle des prothèses et des orthèses adaptées individuellement pourraient également être produites pour les animaux ; après tout, plusieurs années se sont écoulées depuis que la fabrication additive a révolutionné l'utilisation de la technologie orthopédique dans les applications humaines. C'est l'université de médecine vétérinaire de Hanovre qui a soumis l'idée à Hannover Impuls, un programme de soutien qui sert de médiateur entre la science et l'industrie. Il n'a pas fallu longtemps pour trouver le bon partenaire en la personne de Florian Lange, aujourd'hui PDG d'AMFox. Après avoir achevé sa phase de fondation et de découverte, l'entreprise est prête à commencer à améliorer la vie des chiens et de leurs propriétaires grâce à des prothèses et des orthèses imprimées en 3D et adaptées individuellement.

Approcher le produit : De l'orthèse à la prothèse

Florian, qui travaillait auparavant chez EOS, s'est immédiatement rendu compte que la seule technologie adaptée à la fabrication d'orthèses et de prothèses personnalisées pour les chiens était la fabrication additive. L'utilisation de la technologie SLS garantit une liberté de conception et une flexibilité maximales, ce qui permet de fabriquer des produits qui peuvent être adaptés à chaque animal. Pour l'aider à atteindre son objectif, il s'est associé à Roman Reiner Schmidt, partenaire et cofondateur d'AMFox, qui, comme lui, a pu apporter une grande expérience des projets d'impression 3D. Tous deux ont fait leurs premiers pas avec des orthèses pour l'hyperextension de l'articulation carpienne chez le chien. Pour la petite histoire : l'articulation se compose de plusieurs petits os, stabilisés par des tendons. Si les ligaments perdent leur capacité de soutien, la patte avant se plie vers l'arrière et ne peut plus se tenir droite au-dessus de la patte. Cette hyperextension crée une charge mal répartie sur l'articulation, ce qui provoque des douleurs chez le chien.

Comme l'explique Florian, "auparavant, on traitait ce problème avec une attelle, mais dans 30 % des cas, elle entraînait des complications, car elle n'est pas adaptée aux animaux âgés, qui ne supportent plus l'anesthésie. Notre orthèse soutient l'articulation sans nécessiter d'intervention chirurgicale et aide l'animal à retrouver une bonne qualité de vie". Après avoir mis en place avec succès une variété d'orthèses, Florian et Roman ont continué à développer leur concept de produit standardisé, ce qui a conduit à l'idée de créer des prothèses. "Notre objectif était d'établir un kit de composants qui nous permettrait de créer un ajustement individuel pour n'importe quel chien à peu de frais.

L'impression 3D crée ce que seule l'impression 3D peut créer : Structures en treillis et incrustations TPU

L'une des questions à résoudre lors du développement du produit était de savoir quels éléments étaient nécessaires pour garantir une solution à la fois pratique et médicalement valable. Par exemple, AMFox fonctionne avec une incrustation en forme de filet qui permet d'installer une prothèse dans le torse le plus confortablement possible, après l'amputation d'une jambe avant. Il peut être fabriqué à partir d'un élastomère thermoplastique (TPU) grâce à la technologie d'impression 3D SLS, ne nécessite aucune structure de soutien et peut être comprimé comme une éponge. Non seulement il n'y a pratiquement pas de pression sur le torse du chien, mais il a également un très bon effet d'amortissement. Les éléments qui soutiennent l'articulation entre le thorax et la jambe sont constitués de coques dures à structure en treillis, imprimées en PA11. Comme l'explique Florian : "Il s'agit d'un matériau déjà bien établi dans les applications médico-humaines, car il ne se fend pas et est très malléable. Comme chaque prothèse est conçue pour un chien particulier, elle s'adapte parfaitement à lui."

Il y a ensuite deux composants pour la jambe, qui sont vissés à l'articulation. La partie supérieure est munie d'un filetage qui permet de régler la longueur sur une certaine plage. L'angle de positionnement de la patte peut également être réglé individuellement, ce qui permet au chien de s'habituer au port de la prothèse. Il est également possible d'utiliser une roue, car certains chiens s'y habituent mieux. "Nous avons maintenant atteint exactement ce que nous voulions : un kit qui permet toutes les formes d'adaptation personnalisée au patient. C'est également utile en cas de rupture d'une pièce, car il n'est pas nécessaire de remplacer toute la prothèse, mais seulement la pièce imprimée en 3D, ce qui est nettement moins coûteux pour le propriétaire du chien".

Florian Lange, directeur général d'AMFox
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Comment cela fonctionne-t-il ? Un réseau pour le chien numérique

Mais comment un chien obtient-il sa prothèse ? Jetons d'abord un coup d'œil sur la pratique actuelle : malheureusement, l'orthopédie animale n'est pas disponible partout en Allemagne, ce qui oblige souvent le chien et son maître à entreprendre un long voyage. En outre, plusieurs rendez-vous sont nécessaires pour la conception, la production et la pose de la prothèse. Ces démarches sont non seulement très coûteuses, mais elles prennent également beaucoup de temps. Le concept AMFox résout ce problème en créant un modèle numérique du chien. Pour ce faire, Florian et son équipe sont en train de constituer une équipe de partenaires capables de fournir des données photogrammétriques. Comme l'explique Florian : "Le propriétaire nous amène son chien et l'animal est photographié dans son intégralité en une seule prise de vue avec plusieurs objectifs. Nous pouvons également utiliser des images radiographiques ou tomodensitométriques, et nous travaillons également sur d'autres moyens, assistés par l'IA, d'obtenir les données nécessaires.

Une fois l'image numérique du chien créée, AMFox applique un algorithme qui adapte les paramètres de conception de base de la prothèse au corps individuel du chien. Il en résulte un fichier d'impression qui peut être traité directement sur un ordinateur. FORMIGA P 110 VelocisC'est ce que fait actuellement AMFox. Mais une autre vision est également développée pour ce composant. À l'avenir, l'idée est de confier la production à un partenaire local d'impression 3D disposant d'installations aussi proches que possible du domicile du chien. Florian note : "C'est là que les avantages généraux de l'impression 3D se font sentir : "C'est là que les avantages généraux de la fabrication additive entrent en jeu, puisque nous sommes naturellement en mesure d'économiser sur les capacités logistiques et de transport, ce qui optimise notre empreinteCO2." Cela permet un déploiement mondial du concept, puisqu'après tout, il est possible d'établir un réseau de partenaires de numérisation et de production dans n'importe quel pays. Bien que nous n'ayons pas encore effectué de marketing, nous avons déjà reçu des demandes de la Nouvelle-Zélande, de la Turquie et des États-Unis, ce qui prouve que l'intérêt est grand. Florian et son équipe travaillent déjà sur leur prochaine idée : créer un cadre de marche insérable pour les chiens qui ont perdu leurs deux pattes avant ou arrière ou qui sont paralysés. Et grâce à la technologie d'impression 3D SLS et au concept innovant d'AMFox, rien ne s'oppose à sa réalisation. Nous sommes très curieux de voir comment les choses vont évoluer.

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Pièce Polymère 3D

Frittage sélectif par laser (SLS)

La SLS est une technologie de fabrication additive avancée (FA) qui a révolutionné la façon dont les prototypes et les pièces d'utilisation finale sont produits. Développée à la fin des années 1980, la SLS est un procédé d'impression 3D par fusion sur lit de poudre qui utilise un laser de forte puissance pour fusionner sélectivement des matériaux en poudre, généralement des polymères ou des métaux, couche par couche, afin de créer des objets tridimensionnels.