Etude in vitro comparative de la déformation de modèles imprimés en 3D avec différents PLA après passage en stérilisation à la vapeur d’eau.
| Titre | Etude in vitro comparative de la déformation de modèles imprimés en 3D avec différents PLA après passage en stérilisation à la vapeur d’eau. |
| Type | Thèse d'exercice : Médecine |
| Auteurs | Moreau Antoine |
| Directeurs | Louis RONY |
| Année | 2024 |
| URL | https://dune.univ-angers.fr/fichiers/14000426/2024MCEM17615/fichier/17615F.pdf |
| Mots-clés | Impression 3D, PLA (PolyLactic Acid), stérilisation à la vapeur d’eau |
| Résumé | Introduction : l’impression 3D qui est actuellement en plein essor en chirurgie orthopédique nécessite l’utilisation de matériau. L’acide polylactique (PLA) qui est le matériau le plus communément utilisé en impression 3D grand publique présente une thermosensibilité qui le rendrai incompatible avec la stérilisation. Il reste néanmoins facile d’utilisation, peu coûteux, non toxique et biodégradable, son utilisation est le fruit d’une controverse dans la littérature. L’impression de pièce 3D en PLA par le chirurgien selon ses besoins et donc directement stérilisable serait donc un avantage pour la chirurgie. La question était donc de savoir quel PLA résistait à la stérilisation à la vapeur d’eau. Hypothèse : nous avons émis l’hypothèse que le modèle imprimé en 3D en PLA en fonction de sa marque et de sa forme, pouvait rester conforme après un passage en cycle de stérilisation à la vapeur d’eau. Matériel et Méthodes : nous avons donc sélectionné 4 marques de PLA, chacune a été utilisée pour imprimer 4 formes simples, un cube, et 4 formes complexes un os cuboïde du pied. Nous leur avons fait passer un cycle de stérilisation à la vapeur d’eau dans les conditions habituelles d’un hôpital français. Nous avons mesuré la taille de chaque cube avant et après stérilisation par un pied à coulisse numérique. Résultats : les cuboïdes imprimés en HT-PLA et en PLA-WANAO ont subi des déformations moyennes respectivement de -0,02mm et -0,4mm. Les différences n’étaient pas significatives avant et après stérilisation à la vapeur d’eau (respectivement p=0,679 et p=0,241). Les cuboïdes avec les PLA SUNLU et PLA G3D ont subi des déformations significatives, respectivement en moyenne -1,37mm (p=0,026) et -35,03mm (p>0,001). Les cubes avec tous les types de PLA ont subi des déformations significatives. Ils ont subi comme déformation moyenne pour le HTPLA -0,61mm(p=0,004), le PLA SUNLU -2,70mm (p = 0,002), le PLA G3D -28,64mm (p>0,001), le PLA WANAO -1,33mm (p=0,010). Discussion : cette étude nous permet de confirmer des résultats récents montrant que la stérilisation à la vapeur d’eau de certains modèles imprimés en PLA est possible avec des déformations inférieures à 1mm et que le choix des marques est crucial pour la réussite. Cette étude n’a pas démontré que les objets conçus par ordinateur, tel un cube, pouvait résister au cycle de stérilisation sans déformation significative. Il n’y a pas eu d’analyse de résistance à différentes contraintes permettant de suggérer son utilisation pour d’autre utilisation que l’impression de modèle anatomique. L’internalisation de l’impression 3D dans les hôpitaux français est probablement une source réelle d’innovation et d’amélioration de la qualité des soins. Néanmoins la création d’un cadre légal adapté pour l’utilisation des modèles 3D doit être constituée autant pour garantir la sécurité des patients que de permettre la promotion de la recherche dans ce domaine. Niveau de preuve : Etude prospective in vitro – Niveau 3 Conflit d’intérêt : aucun |
| Résumé en anglais | 3D printing, which is currently booming in orthopedic surgery, requires the use of materials. Polylactic acid (PLA), the material most commonly used in 3D printing, has a heat sensitivity that makes it incompatible with sterilization. It is nevertheless easy to use, inexpensive, non-toxic and biodegradable, although its use is the subject of controversy in the literature. The printing of PLA 3D parts by surgeons according to their needs, and therefore directly sterilizable, would therefore be an advantage for surgery. The issue was to determine which PLA could withstand steam sterilization. Hypothesis : we hypothesized that PLA, depending on its brand and shape, could withstand a steam sterilization cycle without deformation. Material and Methods : so we selected 4 brands of PLA, each of which was used to print 4 simple shapes, a cube, and 4 complex shapes a cuboid foot bone. We put them through a steam sterilization cycle under the usual conditions of a French hospital. We measured the size of each cube before and after sterilization using a digital caliper. Results : printed cuboids in HT-PLA and PLA-WANAO underwent average deformations of -0.02mm and -0,4mm respectively. The differences were not significant before and after steam sterilization (respectively p=0,679 and p=0,241). Printed cuboids in PLA SUNLU and PLA G3D underwent significant deformations, respectively on average -1,37mm (p=0,026) and -35,03mm (p>0,001). Cubes with all types of PLA experienced significant deformation. They suffered as average deformation for HTPLA -0,61mm (p=0,004), PLA SUNLU -2,70mm (p = 0,002), PLA G3D -28,64mm (p>0,001), PLA WANAO -1,33mm (p=0,010). Discussion : this study allows us to confirm recent results showing that steam sterilization of certain models printed in PLA is possible with deformations less than 1mm and that the choice of brands is crucial for success. This study did not demonstrate that computer-designed objects, such as a cube, could withstand the sterilization cycle without significant deformation. There has been no analysis of resistance to different constraints allowing us to suggest its use for any use other than the printing of anatomical models. The internalization of 3D printing process in French hospitals is probably a real source of innovation and improvement in the quality of care. However, the creation of a legal framework adapted to the use of 3D models must be established both to guarantee patient safety and to enable the promotion of research in this field. Level of evidence : in vitro prospective study - Level 3 Conflict of interest : None |
| Langue de rédaction | Français |
| Nb pages | 25 |
| Diplôme | Diplôme d'État de docteur en médecine |
| Date de soutenance | 2024-02-16 |
| Editeur | Universite Angers |
| Place Published | Angers |
| Libellé UFR | UFR Médecine |
| Numéro national | 2024ANGE020M |