Un hôpital de Madrid implante la première prothèse osseuse en métamatériau imprimée en 3D au monde, sauvant la jambe d'un patient atteint d'un cancer

Une première mondiale

Les chirurgiens de l'Hospital General Universitario Gregorio Marañón de Madrid ont conçu et implanté la première prothèse osseuse personnalisée en métamatériau au monde, sauvant la jambe d'un patient français de 38 ans qui risquait l'amputation. Pierre Chazel avait reçu un diagnostic de sarcome osseux de haut grade dans son tibia il y a environ trois ans. Après une première opération et un implant conventionnel, une infection a tellement fragilisé l'os qu'aucune prothèse commerciale n'a pu remplacer ce que le cancer et l'infection avaient détruit. La seule option restante était l'amputation sous le genou, ce qui aurait sacrifié l'articulation.

L'hôpital s'est tourné vers l'Escuela Técnica Superior de Ingeniería Aeronáutica y del Espacio de l'Universidad Politécnica de Madrid (UPM), où des ingénieurs ont appliqué des technologies aérospatiales pour créer une structure en titane reproduisant les fonctions mécaniques de l'os. L'implant a été imprimé en 3D à l'hôpital même, à partir d'images radiologiques de la jambe saine du patient. Un jumeau numérique de son tibia sain a été construit, et des charges réelles (marche, montée d'escaliers, même trébuchement) ont été simulées pour calculer la géométrie interne précise nécessaire. La structure est constituée d'un réseau de petites barres en titane dont la géométrie répartit le poids de manière similaire à un os sain, permettant au tissu osseux environnant de se développer autour de l'implant.

La guérison du patient

Près d'un an après l'opération, Pierre a retrouvé sa mobilité et marche sans béquilles. Il n'a subi aucune infection ni complication liée à l'implant, et conserve l'alignement et le mouvement du genou. Il peut désormais porter des objets à la main en marchant et ne ressent plus de douleur au pied.

« J'ai pu remettre mon poids sur ma jambe après deux ans et je vais enfin pouvoir remarcher sans béquilles. »

Il a décrit la prothèse comme quelque chose qu'il ne voit ni ne sent : « C'est ce que j'ai et ça s'est bien passé. » L'implant a même résisté à une chute qui a fracturé le poignet et la cheville de Pierre, tandis que l'implant du tibia est resté intact, selon le chirurgien Rubén Pérez-Mañanes.

Poids et résistance

La prothèse en métamatériau pèse environ 300 grammes, selon le chirurgien Rubén Pérez et le chercheur de l'UPM Luis Saucedo-Mora, contre près d'un kilogramme pour une prothèse conventionnelle (Saucedo-Mora) ou jusqu'à deux kilogrammes pour un implant solide conventionnel (Pérez). Une source a rapporté un poids de 150 grammes sans attribution. Pérez a déclaré que l'implant peut supporter plus de 500 kilogrammes dans les modèles de simulation, tandis que les implants conventionnels supportent entre 100 et 150 kilogrammes.

« Nous avons réussi à ce qu'il pèse 300 grammes et que, selon les modèles de simulation, il supporte jusqu'à 500 kilos. »

Applications plus larges

Le Gregorio Marañón, centre national de référence (CSUR) espagnol pour les sarcomes de l'appareil locomoteur chez l'adulte et l'enfant, traite environ 600 patients atteints de sarcome par an. En Espagne, environ 2 600 nouveaux cas de sarcome des tissus mous et 400 cas de sarcome osseux sont diagnostiqués chaque année, soit une incidence d'environ 5 à 6 cas pour 100 000 habitants. Deux autres patients ont déjà été opérés avec une technologie similaire, et l'équipe travaille à étendre l'approche à d'autres cas de sarcome. L'hôpital a également appliqué la planification 3D et des outils de réalité virtuelle à d'autres cas complexes, notamment celui d'un garçon de 7 ans nommé Manuel atteint d'un sarcome fémoral, où les chirurgiens ont utilisé des modèles tissulaires imprimés en 3D et des hologrammes de réalité augmentée pour planifier et guider l'opération.