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Science/Tech - Page 38

  • Céramique et impression en 3D : un cocktail qui a de la gueule

     

    Parmi les nombreux champs de la médecine où l’impression 3D pourrait contribuer à des progrès prometteurs figure la chirurgie maxillo-faciale. Nous avons déjà évoqué il y a quelques mois l’initiative du CHU de Dijon, qui s’est doté d’une imprimante en 3D. L’appareil est utilisé dans le cadre des reconstructions faciales où des plaques en titane doivent être implantées, par exemple dans le cas de fractures de l’orbite. Classiquement, le modelage de la plaque en titane est réalisé au cours de l’intervention, ce qui peut s’avérer périlleux et ce qui accroit les risques d’infection et de complication. En réalisant une réplique parfaite de la structure osseuse de la partie de la face à opérer, l’impression en 3D permet de préparer à l’avance le modelage de ces plaques. A partir des images obtenues par scanner, l’imprimante réalise un modèle en 3D, grâce à la superposition des couches de plastique thermoformable. « L’opération » dure entre huit et quarante heures selon l’ampleur de la réplique à réaliser. Au bloc, le gain de temps est très important. « Les répliques réalisées sont très fidèles à la structure osseuse copiée. Cela nous permet d’élaborer des plaques utilisées pour la reconstruction opératoire, qui s’adapteront parfaitement au crâne du patient. On gagne ainsi plusieurs heures sur des opérations souvent complexes. C’est non seulement plus rapide, mais aussi plus précis », expliquait dans le journal régional le Bien public, le professeur Narcisse Zwetyenga, chef du service.

    Cette utilisation de l’impression en 3D  si elle permet de pallier la difficulté liée au modelage de l’implant n’apporte pas de réponse en ce qui concerne le matériau employé. Or, les produits aujourd’hui utilisés ne sont pas parfaitement optimaux et de nombreuses équipes recherchent des alternatives. A Limoges, le matériau qui s’est imposé sans surprise est la céramique ! Depuis dix ans en effet, le docteur Joël Brie, qui exerce au sein du service de chirurgie-maxilio-faciale du CHU de Limoges travaille en étroite collaboration avec l’entreprise 3D Céram à la mise au point de prothèses crâniennes sur mesure en céramique. La technique utilisée est proche de celle mise en œuvre à Dijon. En s’appuyant sur une technologie développée par le laboratoire SPCTS (Science des procédés céramiques et de traitements de surface), la première étape consiste en « une modélisation numérique en trois dimensions de la partie manquante du crâne ». Puis la prothèse est réalisée par l’imprimante en trois dimensions : « La machine crée l'objet par tranches de 25 microns, soit un quart de cheveu d'épaisseur, avec une telle précision que la découpe est pour ainsi dire sur mesure », détaille Christophe Chaput, cofondateur de 3D Ceram. Mais le docteur Brie et 3D Ceram ne se sont pas contentés de cet excellent résultat. Leur objectif est de concevoir une prothèse parfaitement acceptée par l’organisme. Pour ce faire, des centaines de micro-trous sont ajoutées en périphérie sur les prothèses, une prouesse rendue possible par la technologie de l’impression en 3D. « L'os est capable de s'agripper dans un matériau comme la céramique mais lorsqu'il est lésé, il ne repoussera pas sur plus d'un centimètre, mais on sait aussi qu'un pont osseux d'un centimètre est suffisant pour garantir la solidité de l'implant. Grâce à cette porosité, au bout de six mois, l'os a recolonisé environ 25 % des zones poreuses et la prothèse fait partie intégrante du patient », indique le docteur Brie.

    Et les résultats sont là. Depuis 2005, dix-sept patients opérés par le docteur Brie ont reçu une prothèse en céramique ainsi conçue et le taux d’infection a été nul. Plusieurs publications ont confirmé ces résultats et le docteur Joël Brie qui reçoit des patients de la France entière espère pouvoir encore développer cette technologie. Déjà d’autres services se sont déclarés intéressés.

  • Limoges : Une prothèse de crâne en céramique

     

    A Limoges, la coopération entre le service de chirurgie maxillo-faciale du CHU et une entreprise d’impression 3D a permis une avancée médicale majeure. Les deux groupes viennent de mettre au point des prothèses crâniennes en céramique, qui réduisent les risques d’infection.

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    En collaboration avec l’entreprise 3D Céram, Joël Brie, un médecin au service de chirurgie maxillo-faciale du CHU de Limoges, a développé une nouvelle génération de prothèse crânienne.

    "Avec cette prothèse, on est passé de la préhistoire à la chirurgie réparatrice 2.0"

    Cette prothèse crânienne en céramique révolutionne la chirurgie maxillo-faciale, grâce à une technologie de pointe si parfaite qu’elle dupe l’organisme lui-même.

    soigner des patients ayant perdu plus de 15% de la surface de leur crâne.

    Le pari est en passe d’être réussi. "Sur les 17 premiers patients opérés depuis 2005, nous avons zéro infection", assure le spécialiste.

    "La meilleure reconstruction est certes toujours celle faite avec l’os du patient, mais parfois celui-ci comporte un risque infectieux".

    Grâce à une machine développée à partir de la technologie mise au point par le laboratoire SPCTS (Science des procédés céramiques et de traitements de surface), 3D Ceram peut concevoir " une modélisation numérique en trois dimensions de la partie manquante du crâne ". En 48 heures maximum, l’objet est ensuite modelé au laser, avant cuisson.

     " La machine crée l’objet par tranches de 25 microns, soit un quart de cheveu d’épaisseur, avec une telle précision que la découpe est pour ainsi dire sur mesure ". 3D Céram a ajouté à sa prothèse des centaines de micro-trous en périphérie. C’est cette porosité de près de 60% qui en fait la véritable valeur ajoutée.

    Bien qu’une opération coûte entre 10.000 et 18.000 euros selon les implants, le créateur de la méthode argumente :

    "le surcoût induit est largement amorti par la réduction quasi-totale du risque infectieux, la rémission est moins risquée, le patient coûte donc moins cher à la sécurité sociale".

     

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  • A lire sans faute

    https://www.contrepoints.org/2014/07/28/174992-les-poussieres-des-nanos-a-linframince-de-marcel-duchamp

  • Pour garder la santé, allez faire un tour en Espagne

     

    Des chercheurs de l'Institut de biomécanique de Valence (IBV), en Espagne, ont développé un siège et une ceinture de sécurité qui permettent de suivre en continu les rythmes cardiaque et respiratoire du conducteur. Plus qu'un énième capteur médical, il permet au conducteur de rester vigilant en le prévenant en cas de somnolence.

    L'automatisation croissante des véhicules peut entraîner une baisse de concentration de la part du conducteur qui risque plus que jamais de s'endormir au volant.

    Ce système appelé Harken, développé en Espagne, intègre des capteurs capables de compenser les vibrations de la voiture et les mouvements du conducteur tout en enregistrant ses fonctions vitales.

    Ces capteurs sont intégrés au revêtement du siège ainsi qu'à la ceinture de sécurité de la voiture et seraient même invisibles à en croire le descriptif du fabricant. Ils sont aussi capables de filtrer les bruits alentours afin d'offrir la meilleure interprétation possible des signes de somnolence.

    Ce dispositif n'est pas sans rappeler celui du Ford Biometric Seat, ce prototype de siège connecté présenté l'année dernière par Ford qui prend en compte les fonctions vitales du conducteur et la température ambiante du véhicule pour que ce dernier reste vigilant.

  • La guerre...

    Lasers, canons électromagnétiques: le futur n'est pas si loin pour la Navy

    La marine de guerre américaine cherche depuis longtemps des alternatives futuristes à ses équipements de combat actuels. Lasers, canons électromagnétiques... des technologies impressionnantes qui seront pourtant mises en service très prochainement.

    L'US Navy vient d'annoncer qu'elle prévoit de déployer son premier laser opérationnel cet été, et qu'elle testera un prototype de canon électromagnétique (rail gun) à bord d'un navire d'ici à deux ans. Une progression logique, après l'essai d'un démonstrateur du LaWS (pour Laser Weapon System) à bord du destroyer USS Dewey en 2012.

    Le LaWS équipera cette fois l'USS Ponce pour une période de 12 mois lors de patrouilles en eaux potentiellement hostiles, afin de prouver qu'il est une alternative crédible aux technologies actuelles pour la défense contre les petits aéronefs et les embarcations légères. Il sera couplé au module de détection radar d'un Mk-15 Phalanx CIWS (Close-in Weapon System), un système de défense anti-missiles majoritairement utilisé par la marine américaine depuis 1980, et n'aura besoin d'être opéré que par un seul homme.

    OBJECTIF DE RÉDUCTION DES COÛTS

    Les recherches sur ces équipements, qui ont coûté 40 millions de dollars à la Navy les six dernières années, sont principalement pour des raisons économiques. En effet, les missiles et munitions d'artillerie utilisées par les navires sont très coûteux, plus d'un million de dollars par missile, tandis que les armes à énergie dirigée (DEW) ne coûtent presque rien à l'utilisation.

    Elles ne sont de plus pas soumises aux problématiques de stock de munitions, pouvant fonctionner indéfiniment tant qu'elles sont alimentées et refroidies. Enfin, elles présentent l'avantage d'une certaine polyvalence, avec un rayon d'action de 1,6 km, et pouvant s'attaquer à des drones (cf. vidéo), à plusieurs types d'embarcation, etc.

  • Étudier la pollution pour trouver des… extraterrestres

    Il serait possible de découvrir une vie extraterrestre grâce leurs traces de pollution.

    Et si les extraterrestres polluaient aussi? C’est en gros l’idée de départ de l’étude menée par des scientifiques américains du Centre d'astrophysique Harvard-Smithsonian qui estiment que pour trouver des traces de vie ou même pourquoi pas des extraterrestres, les astronomes pourraient examiner des signes éventuels de pollution sur de lointaines planètes.

    Les scientifiques peuvent déjà étudier les atmosphères de planètes en dehors du système solaire pour y détecter la présence d'oxygène ou de méthane, qui peuvent être produits par des formes de vie intelligentes ou des microbes. Mais cette étude va plus loin et souligne que si nous, Terriens, rejetons des gaz comme les chlorofluorocarbones (CFC), une éventuelle civilisation extraterrestre pourrait bien faire de même.

    Un télescope 10 à 100 fois plus puissant que Hubble

    Des astronomes pourraient être en mesure de détecter la présence de tels gaz sur des planètes éloignées grâce au prochain télescope spatial James Webb, que la Nasa prévoit de lancer en 2018 pour un coût total de 8,7 milliards de dollars.

    Ce télescope sera de 10 à 100 fois plus puissant que son prédécesseur Hubble. Mais l’appareil aura ses limites aussi. Pour qu’il puisse voir quelque chose, il faudra par exemple des niveaux de CFC dix fois plus importants que ceux que nous avons sur Terre et que les planètes observées soient en orbite autour d'un type particulier d'étoile, les naines blanches.

    A la recherche de civilisations perdues

    Si cette méthode peut permettre de trouver des formes de vie intelligente, elle serait aussi susceptible de découvrir des traces de civilisations extraterrestres autodétruites. Certains polluants pouvant rester dans l'atmosphère terrestre durant 50 000 ans, quand d'autres disparaissent au bout de 10 ans.

    L'absence de ces polluants suggérerait ainsi une source de vie disparue. "On peut spéculer sur le fait que les extraterrestres ont été sages et ont réussi à vivre proprement", note Avi Loeb, l'un des coauteurs de cette recherche, avant d'ajouter : "mais dans un scénario plus noir, nous pourrions découvrir des choses qui seraient un rappel à l'ordre des dangers que représente le fait de ne pas être des occupants raisonnables de notre propre planète". A la manière humaine sans doute.