Centre de transfert pour les technologies médicales certifié Feu vert pour le Swiss m4m Center

Auteur / Rédacteur: Source : Empa / Marina Hofstetter

Le centre de transfert de technologie pour l'impression 3D dans le domaine médical répond officiellement aux exigences de la norme ISO 13485:2016 depuis le 15 avril et est donc autorisé à produire des implants pour les patients. Un signal de départ pour des projets prometteurs avec des PME suisses.

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Avant traitement ultérieur : anneaux de soutien pelvien fraîchement imprimés pour la chirurgie de la hanche. Les structures filiformes servent de supports pendant le processus d'impression et sont retirées par la suite.
Avant traitement ultérieur : anneaux de soutien pelvien fraîchement imprimés pour la chirurgie de la hanche. Les structures filiformes servent de supports pendant le processus d'impression et sont retirées par la suite.
(Source : Swiss m4m Center)

Le réseau de partenaires du Swiss m4M Center comprend déjà 45 entreprises et institutions. Et l'idée est aussi séduisante que simple : créer, à la suite d'un diagnostic d'arthrose douloureuse de l'articulation de la hanche par exemple, une image 3D haute résolution de l'articulation grâce aux procédures d'imagerie, servant de base pour la fabrication d'un implant personnalisé. Les données sont ensuite traitées pour aboutir à un plan numérique fournit à une imprimante 3D qui produit alors la pièce individuelle personnalisée avec précision et à un coût optimisé.

L'objectif du Swiss m4m Center de Bettlach, dans le canton de Soleure, est de promouvoir ces idées qui rendent l'impression 3D possible. Ouvert en septembre 2020, il a maintenant été certifié avec succès, selon l'exigeante norme ISO 13485:2016 pour les dispositifs médicaux. Cette étape permet désormais aux experts de fabriquer des produits pour leurs patients sur la ligne de production installée et testée ces derniers mois.

La technologie est complexe : trois imprimantes 3D massives sont prêtes, supportées par plusieurs « collègues » qui sont tout aussi nécessaires à l'opération. On trouve un dispositif de la taille d'un réfrigérateur qui tamise et nettoie la matière première de l'imprimante, par exemple un alliage de titane en poudre, et une machine de « dépoudrage » qui tourne et retourne les pièces finies sous vibration jusqu'à ce que le moindre grain de poudre ait été enlevé. Il y a également un « four » dans lequel les pièces imprimées sont progressivement chauffées jusqu'à des températures allant de 600 à 800 degrés : ce recuit de détente élimine les tensions internes que l'impression 3D à chaud induit dans le matériau.

Le parc d'équipements montre deux choses : premièrement, l'impression 3D est plus complexe qu'il n'y paraît à première vue. Mais elle est également coûteuse : selon le PDG Nicolas Bouduban, l'investissement s'élève à environ deux millions de francs suisses. Ces investissements sont cependant soutenus par une volonté de coopération de la part de tous les partenaires, comme l'explique M. Bouduban : « Chacun contribue et reçoit en retour de la visibilité, des commandes de projets ou du savoir-faire. »

Adapté aux besoins des PME

Il s'agit donc d'un échange réciproque qui profite à tous : fabricants de matériaux, fabricants d'équipements, développeurs de logiciels pour la gestion des processus et de la qualité, utilisateurs potentiels tels que les cliniques qui peuvent utiliser les nouveaux produits medtech. Et surtout un avantage pour les PME suisses qui ne possèdent pas ces équipements et n'ont pas le savoir-faire nécessaire pour les utiliser. Pour elles, Swiss m4m doit devenir une base pour l'industrialisation de prothèses articulaires ou dentaires et d'autres produits innovants de A à Z, de l'idée à l'analyse de marché, du transfert à la production en série.

Des idées concrètes existent déjà, comme par exemple l'adaptation précise d'implants rachidiens pour remplacer des disques intervertébraux sur la base de données tridimensionnelles du patient. Mais avant de tels projets, il faut toujours se demander si l'idée est adaptée à la 3D, comme l'explique Andreas Wenger, membre du conseil d'administration et directeur général de Precipart SA qui fournit des composants de technologie médicale à des entreprises du monde entier. « Avec le battage médiatique actuel autour de l'impression 3D, il est important de savoir où cette technologie a un sens sur le plan économique. » Après tout, il existe des procédés concurrents éprouvés dans le travail des métaux. Prenons l'exemple du fraisage : si le produit souhaité peut être fabriqué efficacement à l'aide de cette méthode, l'impression 3D n'est souvent plus compétitive car elle prend trop de temps et est donc trop chère. « Les ingénieurs de développement doivent penser en 3D afin de tirer le meilleur parti de cette nouvelle technologie. Nous transmettons ce savoir-faire au Swiss m4m Center », déclare Andreas Wenger.

Deux experts du centre suisse m4m inspectent un implant en alliage de titane destiné à la chirurgie pelvienne.
Deux experts du centre suisse m4m inspectent un implant en alliage de titane destiné à la chirurgie pelvienne.
(Source : Swiss m4m Center)

Ce procédé peut présenter des avantages considérables pour les pièces complexes, par exemple lorsqu'un implant peut être façonné en une seule passe sans qu'il soit nécessaire de procéder à un perçage ou à un fraisage ultérieur. Il existe également un grand potentiel dans les applications où plusieurs pièces sont combinées et produites en un seul composant. À titre d'exemple, Andreas Wenger cite un implant avec des structures tubulaires à l'intérieur, des canaux cachés qui assurent le refroidissement, actuellement en cours de co-conception à Bettlach : « Vous ne pouvez produire cela avec aucun autre procédé en une seule étape ». Sa conclusion : l'impression 3D peut être une solution intéressante pour les besoins exigeants, pour les petits et même les grands volumes et est une opportunité pour les PME de la chaîne d'approvisionnement et les entreprises de technologie médicale. Il y a beaucoup de potentiel en Suisse : le secteur des medtechs, fortement représenté dans le sud du Jura, a vendu des produits et des services pour une valeur de près de 18 milliards de francs en 2019, grâce à environ 1400 entreprises et au savoir-faire de 63 000 employés.

Un soutien important de la communauté

Par conséquent, l'intérêt pour le Swiss m4m Center est élevé. 45 partenaires sont entrés dans le jeu depuis l'ouverture. Les followers se multiplient régulièrement sur des plateformes comme LinkedIn et un webinaire du fabricant suédois de poudre de titane Sandvik, où est intervenu le PDG Nicolas Bouduban, a été suivi par plusieurs milliers de personnes. « Le projet semble toucher une corde sensible », déclare Pierangelo Gröning, membre de la direction de l'Empa, qui a contribué à la création du Centre suisse m4m en tant que cofondateur de l'initiative AM-TTC. « Une chaîne de production à but non lucratif avec un accès libre pour les PME : cela n'a jamais existé en Suisse auparavant ».

AM-TTC : réseau suisse pour le transfert de technologies

Le Swiss m4m Center fait partie de l'Alliance AM-TTC (Advanced Manufacturing Technology Transfer Centers) et dépend de plusieurs sources de financement.
Le financement pour la phase de mise en place 2019-2020 provient du Conseil des EPF. Le Département fédéral de l'économie, de la formation et de la recherche, qui a en fin d'année passée classé le Swiss m4m Center comme « institution de recherche d'importance nationale », contribue au financement jusqu'en 2024. Les cantons de Berne et de Soleure ainsi que de nombreux partenaires du monde économique soutiennent également le projet.
L'Alliance AM-TTC, crée suite à l'initiative de l'Empa, est mandatée par le Secrétariat d'État à l'éducation, à la recherche et à l'innovation pour évaluer les demandes et suivre le développement des centres AM-TTC. Outre le Swiss m4m Center, il existe actuellement l'ANAXAM (Analytics with Neutrons and X-Rays for Advanced Manufacturing) à l'Institut Paul Scherrer. Cette année, l'Alliance lancera un appel dans le but de créer deux ou trois autres centres. Les membres de l'Alliance comprennent 22 organisations. Parmi elles l'Empa, l'ETH Zurich, l'EPF Lausanne et d'autres institutions de recherche, des entreprises comme ABB et Siemens, ainsi que des associations industrielles.

Plus d'informations

Outre le transfert de technologies, le Centre suisse m4m se concentrera également sur le transfert de connaissances. Un concept de formation a été élaboré en collaboration avec la Höhere Fachschule Technik Mittelland. L'Empa propose des cours de formation continue avec les experts de Bettlach et y enverra également des apprentis pour se former à la fabrication additive. La Fondation suisse pour la recherche microtechnique (FSRM) à Neuchâtel propose également un cours. Pour ces offres de formation et de perfectionnement, un responsable de la formation a récemment été engagé spécifiquement à cette fin.

Les retours entendus jusqu'à présent donne confiance à Nicolas Bouduban, même si le travail ne fait que commencer, après la phase d'élaboration créative et sportive. Qu'il s'agisse d'implants pour des patients ayant subi des fractures compliquées, que ce soit en chirurgie buccale ou pour des prothèses sur mesure : Les solutions individualisées constituent un marché en croissance pour le spécialiste. « Les possibilités dans le secteur des technologies médicales sont loin d'être épuisées », déclare le PDG, « et de plus en plus d'entreprises veulent prendre pied dans ce domaine. »

MSM

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