3D printed mechanically representative aortic model made of gelatin fiber reinforced silicone composite

Kuthe, S.; Schlothauer, A.; Bodkhe, S.; Hulme, C.; Ermanni, P. (2022). 3D printed mechanically representative aortic model made of gelatin fiber reinforced silicone composite. Materials Letters, Volume 320, 1 August 2022, 132396.

 

La fabrication additive (FA) est une technologie utile pour produire des modèles aortiques artificiels qui seront utilisés pour la formation à l’implantation transcathéter de valvule aortique (ITVA). Grâce à la fabrication additive, les modèles peuvent être personnalisés à l’anatomie aortique des patients. Selon la pratique courante, la plupart des modèles sont fabriqués à l’aide de matériaux simples de type caoutchouc. Cependant, ces matériaux ne reproduisent pas les propriétés mécaniques naturelles du tissu aortique et en particulier la réponse contrainte-déformation dans les régions à forte déformation (>0,1). Cela pourrait être problématique pour les chirurgiens qui s’entraînent à des opérations en utilisant un modèle qui ne présente pas les propriétés réelles de l’aorte. Pour nous affranchir de cette limite, nous avons imprimé en 3D un modèle aortique mécaniquement représentatif, soit composé d’une matrice composite à base de gélatine. Au préalable, après imagerie médicale, nous avons analysé les données tomographiques du sinus aortique d’un patient afin de définir adéquatement les spécificités de notre modèle 3D. La nouvelle matrice composite à base de gélatine, formulée dans le cadre de ce travail, a été testée pour comparer la réponse contrainte-déformation du tissu aortique comparativement au modèle en caoutchouc. Un tel modèle comprenant à la fois des géométries spécifiques à l’anatomie du patient et des propriétés matérielles réalistes du tissu aortique peut être utile pour la formation.