Les technologies 3D révolutionnaires développées par l’entreprise belge Materialise ont joué un rôle clé dans la première réussite d’une transplantation de l’œil. Les chirurgiens de l’hôpital NYU Langone Health à New York ont mené à bien cette intervention particulièrement complexe grâce à des instruments médicaux conçus sur mesure pour le donneur et le patient par Materialise. « Nos ingénieurs ont travaillé sur ces outils pendant des mois », explique Kristof Sehmke de Materialise.
Aaron James, un ancien militaire américain de 46 ans devenu monteur de lignes à haute tension, a reçu une décharge électrique de 7 200 volts à la tête. Il a survécu à l’accident mais, outre de graves brûlures au visage, il a perdu son œil gauche. Il y a peu, il est devenu le premier patient au monde à bénéficier d’une greffe complète de l’œil réussie. Une greffe partielle du visage a également été effectuée. L’opération, d’une durée de
21 heures, a mobilisé plus de 140 chirurgiens et membres du personnel médical, ainsi que des ingénieurs cliniques de Materialise. Basée à Louvain, l’entreprise est pionnière depuis plus de 30 ans dans le domaine des solutions d’impression 3D pour l’industrie et le secteur médical.
« Nos équipes ont travaillé pendant des mois en étroite collaboration avec l’équipe chirurgicale de l’hôpital NYU Langone Health pour élaborer un protocole pré-opératoire et créer une planification virtuelle en 3D à partir des CT-scans du patient », précise Kristof Sehmke, Global Communication Manager chez Materialise. Les chirurgiens ont ainsi pu visualiser et simuler différents scénarios susceptibles de se produire pendant l’intervention. « Ainsi, toute l’équipe chirurgicale a pu anticiper avec précision les éventuelles complications », ajoute-t-il.
Une question de rapidité
Pendant l’opération, plusieurs instruments chirurgicaux, imprimés en 3D par Materialise pour être parfaitement adaptés au donneur et au patient, ont également été utilisés. Ainsi, l’œil, y compris les nerfs et une partie de l’orbite, a pu être retiré chez le donneur avec une extrême précision, avant d’être implanté de manière tout aussi minutieuse chez le patient. « Ces instruments de coupe permettent également de positionner les fragments d’os plus rapidement, comme des pièces de puzzle », ajoute Kristof Sehmke. L’impression 3D de ces instruments devait cependant se faire séance tenante. Après avoir trouvé un donneur approprié, il a fallu moins de 24 heures pour concevoir, imprimer en 3D et acheminer les instruments à l’hôpital new-yorkais avant le début de l’opération. Une livraison effectuée par les employés de Materialise en personne.
« Contrairement aux visualisations 3D de l’opération réalisées par des ingénieurs cliniques en divers endroits, nous avons choisi d’organiser l’impression 3D aux États-Unis, sur notre site du Michigan », raconte Kristof Sehmke. « Transporter ces instruments de l’Europe vers les États-Unis aurait pris trop de temps, même avec un avion privé. » Depuis l’an dernier, Materialise dispose également d’installations d’impression métallique aux États-Unis, pour imprimer notamment des implants personnalisés en titane. Auparavant, ceux-ci étaient uniquement imprimés à Louvain.
« C’est une première mondiale, riche d’enseignements pour tout le monde. »
Récupération oculaire
Après l’opération, la récupération du patient a été exceptionnelle. Après seulement 17 jours en soins intensifs à NYU Langone, il a fait preuve d’une remarquable capacité à goûter, sentir et manger à nouveau des aliments solides : autant de compétences qu’il avait perdues après sa blessure traumatique. Cependant, l’œil transplanté n’est actuellement pas en capacité de voir. Les médecins n’excluent pas la possibilité que le patient recouvre la vue. « C’est une première mondiale, riche d’enseignements pour tout le monde », déclarent-ils. Bien que les transplantations de cornée soient devenues relativement courantes – des milliers d’opérations ont lieu chaque année aux États-Unis et en Europe –, les transplantations d’œil avec restauration de la vision sont difficiles en raison de la nature complexe de l’œil et des défis liés à la régénération nerveuse, au rejet par le système immunitaire et à la circulation rétinienne.
L’œil humain est étroitement lié au cerveau par l’intermédiaire du nerf optique, élément essentiel du système nerveux central, responsable de l’envoi d’informations visuelles au cerveau. La restauration réussie de ces connexions nerveuses constitue une condition fondamentale pour une greffe d’œil réussie, débouchant sur une vision restaurée. Cette opération demeure l’un des plus grands défis auxquels fait face la chirurgie.
Moelle osseuse du donneur
Lors de l’opération, la décision a été prise de combiner l’œil du donneur avec des cellules souches adultes issues de sa moelle osseuse. La moelle osseuse est un tissu spongieux situé dans les os longs et les os plats. Les cellules souches adultes transplantées peuvent agir comme des agents de guérison naturels. Selon les chirurgiens, il s’agit également de la première tentative d’injecter des cellules souches adultes dans un nerf optique humain lors d’une transplantation afin d’améliorer la régénération nerveuse.
Pendant l’opération, la moelle osseuse prélevée dans les vertèbres du donneur a été injectée dans la connexion du nerf optique du receveur. Les médecins ont démontré que cette procédure est sûre et potentiellement efficace, mais il faudra du temps pour déterminer si elle joue un rôle dans l’augmentation des chances de restauration de la vision. Le patient subira dans les prochains mois plusieurs tests cliniques sur son œil gauche transplanté, dont une électrorétinographie qui mesure la réponse électrique de la rétine à la lumière. « Nous sommes ravis d’avoir pu contribuer à cette avancée mondiale avec notre expertise belge », conclut Kristof Sehmke.
