Une nouvelle aide auditive imprimable en 3D faite de matériaux inspirés des os des oreilles a été développée, marquant l’évolution d’une nouvelle génération d’aides auditives.
La surdité de transmission (CHL) est une affection liée à un dysfonctionnement ou à des traumatismes de l’oreille moyenne. Elle touche plus de 5 % de la population mondiale et plus de 15 % des personnes âgées. Avec le soutien du programme Actions Marie Skłodowska-Curie , le projet COLLHEAR a développé un nouvel implant auditif imprimable pour remplacer les petits os de l’oreille moyenne, appelés osselets. « Je voulais repenser la conception de la prothèse« , explique le chercheur principal Mario Milazzo. Il s’est attaché à définir de nouvelles formes géométriques, en collagène, optimisées pour la performance et pour répondre aux exigences des technologies de fabrication 3D. « Les technologies de fabrication actuelles pour les implants de l’oreille moyenne n’ont pas considéré l’impression 3D comme une option viable qui, je pense, peut conduire aux meilleures solutions prothétiques en termes de forme et de fonctionnalité« , explique-t-il.
Aides auditives de nouvelle génération
Milazzo, qui est basé à la Sant’Anna School of Advanced Studies, a imprimé des prototypes au Massachusetts Institute of Technology (MIT) et à l’Université Tufts aux États-Unis d’Amérique, où une partie du projet a été menée. Le processus d’impression 3D a présenté de nombreux défis. « Les appareils sont minuscules et l’impression de l’ordre de quelques millimètres peut être difficile. La sélection des bons paramètres de fabrication est complexe », note Milazzo. Les prothèses sont constituées de collagène de type 1 et d’hydroxyapatite, une forme minérale naturelle du calcium. « Ce sont les composants natifs des os », explique Milazzo. L’impression de ces matériaux était également problématique: « Le réglage fin de la densité et de la viscosité du composite pour rendre l’impression 3D fiable était un défi « , ajoute-t-il. Cependant, il a réussi à procéder et a continué à tester les prothèses dans les os temporaux humains. « En raison de problèmes administratifs et éthiques, les prothèses n’ont pas encore été placées sur de vrais patients, bien que ce soit l’objectif final.«
Performance
Les résultats sont encourageants. L’évaluation acousto-mécanique a montré des performances comparables aux prothèses commerciales. « Mais notre appareil a l’avantage d’être fait d’un matériau plus biocompatible« , explique Milazzo. Cela devrait rendre les implants moins susceptibles au rejet. Pour savoir si tel était le cas, Milazzo a placé les implants imprimés dans un bioréacteur, un équipement capable de reproduire des conditions physico-chimiques spécifiques qui imitent l’environnement cible final dans lequel la prothèse sera utilisée. « J’ai profité d’un bioréacteur précédemment conçu par certains de mes collaborateurs italiens, mais je l’ai personnalisé pour mon application spécifique », ajoute Milazzo. Les tests ont révélé la capacité de la construction à héberger des cellules épithéliales et mésenchymateuses sur les surfaces de la prothèse, un résultat prometteur qui ouvre un avenir passionnant pour les études in vivo. Les activités liées à la modélisation, la fabrication et l’évaluation acousto-mécanique ont eu lieu en Amérique, impliquant le MIT, l’Université Tufts et Massachusetts Eye & Ear, une institution affiliée à l’Université Harvard . L’évaluation biologique a eu lieu en Italie entre la Sant’Anna School of Advanced Studies et l’ Université de Pise .
Prochaines étapes
Milazzo discute maintenant activement avec les partenaires du projet et les cliniciens du domaine de la tête et du cou de nouvelles opportunités de financement pour contribuer davantage au domaine des micro-prothèses. « La bourse Marie Curie m’a en effet donné la chance d’élargir mes horizons de recherche en termes de connaissances et de compétences, et de rencontrer et de travailler avec les meilleurs scientifiques du monde entier qui ont profondément contribué à ma croissance personnelle et scientifique. «
B. Modèle atomistique pour évaluer les propriétés acoustiques du collagène de type I – Hydroxyapatite. Modifié à partir d’Arun et al., 2012.
C. Conception optimisée bioinspirée d’une prothèse d’oreille moyenne.
D. Fabrication de la prothèse d’oreille moyenne par technique d’impression 3D par micro-extrusion.
