Brevet FR3022136A1 — publié le 20151218

DISPOSITIF DE FABRICATION ADDITIVE AUXILIAIRE La présente invention concerne un dispositif de fabrication additive auxiliaire, en particulier un 5 dispositif de fabrication additive auxiliaire appliqué pour fabriquer un modèle reconstruit. Le cancer est la principale cause de mortalité dans la société moderne. Par exemple, à Taïwan, le cancer est la principale cause de décès depuis 1982. En outre, le 10 taux de croissance de patients atteints d'un cancer buccal est le plus rapide parmi toutes les sortes de patients atteints de cancer, avec environ 5400 nouveaux cas diagnostiqués et environ 2300 décès dus à un cancer buccal chaque année. 15 Actuellement, les thérapies courantes de cancer buccal comprennent la chimiothérapie, la radiothérapie ou la chirurgie buccale. La chirurgie buccale comprend la résection buccale et la reconstruction buccale. L'étendue de la résection buccale dépend du stade du cancer et peut 20 comprendre une face crânienne, une mandibule, un maxillaire, etc. La reconstruction buccale est réalisée après la résection buccale et comprend une reconstruction cranio-faciale, une reconstruction de mandibule, une reconstruction de maxillaire, etc. La reconstruction de 25 mandibule courante est réalisée par le péroné du mollet. Par conséquent, les médecins ont besoin d'exécuter une résection de cellules cancéreuses et une ostéotomie fibulaire en même temps. De plus, la forme et la dimension du péroné doivent être redessinées en fonction de l'étendue 30 de la résection buccale. Vu les étapes complexes précédentes de la chirurgie buccale, cette dernière prend toujours plus de 3 à 4 heures et beaucoup de ressources humaines de soins de santé. En outre, la longue durée de la chirurgie buccale augmente également le risque d'exposition de lésion du patient. Une machine de fabrication additive classique permet de fabriquer facilement et rapidement des modèles de 5 prototype au moyen d'un procédé additif. Le médecin pourrait utiliser la machine de fabrication additive classique pour construire le modèle de reconstruction de façon à réduire la durée globale de la chirurgie. La machine de fabrication additive classique comprend 10 seulement un réservoir pour charger la matière d'encre et une tête à jet d'encre pour produire le modèle souhaité ; cependant, un modèle souhaité de reconstruction consiste typiquement en multiples biomatières. Par conséquent, la machine de fabrication additive classique des 15 caractéristiques mentionnées ci-dessus ne parvient toujours pas à satisfaire les exigences de la chirurgie et à fabriquer les modèles avec la vitesse de sortie souhaitée. Pour surmonter les inconvénients, la présente invention concerne un dispositif de fabrication additive 20 auxiliaire permettant d'atténuer ou de supprimer les problèmes mentionnés ci-dessus. La présente invention concerne un dispositif de fabrication additive auxiliaire, qui permet de fabriquer un modèle pour une reconstruction buccale simultanément 25 pendant la chirurgie buccale pour réduire efficacement la durée de la chirurgie buccale et les ressources humaines de soins de santé pour celle-ci. Le dispositif de fabrication additive auxiliaire comprend un organe d'entrée et un corps d'impression. Le 30 corps d'impression est relié à l'organe d'entrée et comprend une base, un module de fabrication d'encres, une unité de commande des têtes à jet d'encre et de multiples têtes à jet d'encre. Le module de fabrication d'encres selon la présente invention joue un rôle pour préparer et stocker des substances destinées à être utilisées comme encres, lesdites substances pouvant être un ciment osseux, un plasma riche en plaquettes ou des cellules souches parodontales. Une tête à jet d'encre selon l'invention joue un rôle pour éjecter lesdites encres sur la base. Le module de fabrication d'encres est situé au-dessus de la base et comprend une première unité de fabrication, une deuxième unité de fabrication et une troisième unité de fabrication ; la première unité de fabrication comprend un réservoir de ciment osseux ; la deuxième unité de fabrication est située entre la première unité de fabrication et la troisième unité de fabrication et comprend un réservoir de plasma riche en plaquettes ; la troisième unité de fabrication est située près de la deuxième unité de fabrication et comprend un réservoir de cellules souches parodontales. L'unité de commande des têtes à jet d'encre est située au-dessus de la base. Les têtes à jet d'encre sont montées sur l'unité de commande des têtes à jet d'encre et sont dirigées vers la base. Les têtes à jet d'encre comprennent une première tête à jet d'encre, une deuxième tête à jet d'encre et une troisième tête à jet d'encre ; la première tête à jet d'encre est reliée au réservoir de ciment osseux ; la deuxième tête à jet d'encre est reliée au réservoir de plasma riche en plaquettes ; la troisième tête à jet d'encre est reliée au réservoir de cellules souches parodontales. Le dispositif de fabrication additive auxiliaire 30 ayant les première, deuxième et troisième unités de fabrication d'encres et les première, deuxième et troisième têtes à jet d'encre peuvent permettre de fabriquer le modèle de reconstruction et peuvent aider le médecin à raccourcir la durée globale de la chirurgie. Ainsi, la présente invention a pour objet un dispositif de fabrication additive auxiliaire caractérisé 5 par le fait qu'il comprend : - un organe d'entrée ; et - un corps d'impression, le corps d'impression étant relié à l'organe d'entrée et comprenant : - une base ; 10 - un module de fabrication d'encres situé au-dessus de la base et comprenant une première unité de fabrication, une deuxième unité de fabrication et une troisième unité de fabrication, la première unité de fabrication comprenant un réservoir de 15 ciment osseux, la deuxième unité de fabrication étant située entre la première unité de fabrication et la troisième unité de fabrication et comprenant un réservoir de plasma riche en plaquettes, la troisième unité de fabrication étant située près de 20 la deuxième unité de fabrication et comprenant un réservoir de cellules souches parodontales ; - une unité de commande des têtes jet d'encre, située au-dessus de la base ; et - de multiples têtes jet d'encre montées sur 25 l'unité de commande des têtes à jet d'encre et dirigées vers la base, les têtes à jet d'encre comprenant une première tête à jet d'encre, une deuxième tête à jet d'encre et une troisième tête à jet d'encre, la première tête à jet d'encre étant 30 reliée au réservoir de ciment osseux, la deuxième tête à jet d'encre étant reliée au réservoir de plasma riche en plaquettes, la troisième tête à jet d'encre étant reliée au réservoir de cellules souches parodontales. Ce dispositif peut comprendre en outre une unité de commande de la température, l'unité de commande de la 5 température étant montée sur le corps d'impression. L'unité de commande de la température peut consister en une unité de refroidissement à l'état solide indépendante et en un réseau de transfert de chaleur. Le corps d'impression peut comprendre en outre 10 une unité de surveillance, l'unité de surveillance étant située au-dessus de la base, le système de fabrication additive auxiliaire comprenant en outre un dispositif de calcul, le dispositif de calcul étant relié à l'unité de surveillance. 15 D'autres objectifs, avantages et nouvelles caractéristiques de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description détaillée suivante, conjointement avec les dessins annexés. 20 Sur ces dessins : - La Figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif de fabrication additive auxiliaire selon la présente invention ; et - la Figure 2 est une vue latérale d'un corps 25 d'impression du dispositif de fabrication additive auxiliaire de la Figure 1. Si l'on se réfère aux Figures 1 et 2, on peut voir que l'on a représenté un dispositif de fabrication 30 additive auxiliaire selon la présente invention qui comprend un organe d'entrée 10, un corps d'impression 20, un dispositif de calcul 30 et une unité de commande de la température. Dans un mode de réalisation préféré, l'organe d'entrée 10 est un ordinateur personnel pour simuler des 5 données comprenant la plage de cellules cancéreuses pour la résection buccale et le modèle de mandibule pour la reconstruction buccale avant la chirurgie buccale. Les données simulées sont ensuite transférées au corps d'impression 20 par l'intermédiaire d'un câble, par le 10 réseau sans fil ou par d'autres techniques de transfert de données possibles. Le corps d'impression 20 est relié à l'organe d'entrée 10 et comprend une base 21, un module 22 de fabrication d'encres, une unité 23 de commande des têtes à 15 jet d'encre, trois têtes à jet d'encre 24 et une unité de surveillance 25. La base 21 est située à la partie inférieure du corps d'impression 20 pour supporter un modèle reconstruit produit par le module 22 de fabrication d'encres. 20 Le module 22 de fabrication d'encres est situé au-dessus de la base 21 et comprend de multiples unités 221 de fabrication d'encres, et les unités 221 de fabrication d'encres sont chargées avec des matières premières du modèle reconstruit produit par le module 22 de fabrication 25 d'encres. Dans le mode de réalisation préféré, les unités 221 de fabrication d'encres comprennent une première unité de fabrication 2211, une deuxième unité de fabrication 2212 et une troisième unité de fabrication 2213. La première unité de fabrication 2211 comprend un réservoir de ciment 30 osseux. Le réservoir de ciment osseux est chargé avec des ciments osseux et est situé près de la deuxième unité de fabrication 2212. La deuxième unité de fabrication 2212 est située entre la première unité de fabrication 2211 et la troisième unité de fabrication 2213 ; et la deuxième unité de fabrication 2212 comprend un réservoir de plasma riche en plaquettes (réservoir de PRP). Le réservoir de PRP est chargé avec un plasma riche en plaquettes (PRP). La troisième unité de fabrication 2213 est située près de la deuxième unité de fabrication 2212 et comprend un réservoir de cellules souches parodontales (réservoir de PSC). Le réservoir de PSC est chargé avec des cellules souches parodontales (PSC). Dans un mode de réalisation davantage préféré, les unités 221 de fabrication d'encres comprennent une quatrième unité de fabrication. La quatrième unité de fabrication est située près de la troisième unité de fabrication 2213 et comprend un réservoir de mélange de cellules et un réservoir d'incubation de cellules. Le réservoir de mélange de cellules permet de mélanger des ciments osseux, du PRP, des PSC ou autres cellules souches avec un rapport variable. Le réservoir d'incubation de cellules est situé près du réservoir de mélange de cellules et permet de faire incuber des ciments osseux, du PRP, des PSC ou autres cellules souches. Les ciments osseux sont destinés à construire le cytosquelette du modèle reconstruit produit par le système de fabrication additive. Les ciments osseux sont constitués de phosphate de calcium et sont hautement compatibles avec des tissus mous ou durs. En outre, les ciments osseux peuvent être conduits dans la reconstruction de tissus osseux. Le PRP contient de nombreux facteurs de croissance qui peuvent accélérer la régénération de tissus osseux et évaluer une densité osseuse. Dans un mode de réalisation préféré, le PRP et les cellules souches parodontales sont préparés à partir du patient de la chirurgie buccale pour éviter une réponse immunitaire. En outre, l'utilisation simultanée du PRP et des cellules souches parodontales améliore l'effet d'ostéo-intégration, ce qui augmente la performance de fibronectine, d'ostéonectine et de vitronectine et a un excellent effet ostéoconducteur et un excellent effet ostéo-inductif. L'unité 23 de commande des têtes à jet d'encre est située au-dessus de la base 21. Dans le mode de réalisation préféré, l'unité 23 de commande des têtes à jet d'encre est située entre la base 21 et le module 22 de fabrication d'encres, et la précision de mouvement axial de l'unité 23 de commande des têtes à jet d'encre est de 0,01 millimètre. Les têtes à jet d'encre 24 sont montées sur l'unité 23 de commande des têtes à jet d'encre et sont 15 dirigées vers la base 21, et leurs positions par rapport la base 21 sont commandées par l'unité 23 de commande des têtes à jet d'encre. Les têtes à jet d'encre 24 comprennent une première tête à jet d'encre 241, une deuxième tête à jet d'encre 242 et une troisième tête à jet d'encre 243 ; 20 la première tête à jet d'encre 241 est reliée au réservoir de ciment osseux ; la deuxième tête à jet d'encre 242 est reliée au réservoir de plasma riche en plaquettes ; la troisième tête à jet d'encre 243 est reliée au réservoir de cellules souches parodontales. 25 L'unité de surveillance 25 est située au-dessus de la base 21. Dans le mode de réalisation préféré, l'unité de surveillance 25 est située entre la base 21 et le module 22 de fabrication d'encres pour enregistrer des données telles que des images et des facteurs du modèle reconstruit 30 produit par le module 22 de fabrication d'encres en temps réel. En outre, la position de l'unité de surveillance 25 est ajustée automatiquement avec la hauteur du modèle reconstruit produit par le module 22 de fabrication d'encres. Le dispositif de calcul 30 est relié à l'unité de surveillance 25 pour recevoir les données enregistrées 5 provenant de l'unité de surveillance 25 par l'intermédiaire d'un câble, par le réseau sans fil ou par d'autres techniques de transfert de données possibles. Ledit dispositif de calcul 30 est un ordinateur personnel pour calculer et analyser les données enregistrées provenant de 10 l'unité de surveillance 25. Les données enregistrées, après calcul et analyse par le dispositif de calcul 30, peuvent être encore utilisées pour un examen clinique par un médecin de la chirurgie buccale. L'unité de commande de la température est montée 15 sur le corps d'impression 20 et consiste en une unité de refroidissement à l'état solide indépendante et en un réseau de transfert de chaleur. L'unité de commande de la température maintient le corps d'impression 20 à 0 degré Celsius pour maintenir la survie du PRP et des cellules 20 souches parodontales. L'intervention de la chirurgie buccale avec le dispositif de fabrication additive auxiliaire selon la présente invention est la suivante. La plage de cellules cancéreuses pour la 25 résection buccale et le modèle de mandibule pour la reconstruction buccale est d'abord simulée dans le dispositif d'entrée 10 avant la chirurgie buccale pour obtenir des données simulées. Alors que le médecin commence la chirurgie buccale, les données simulées sont transférées 30 dans le corps d'impression 20. En même temps, le corps d'impression 20 reçoit les données simulées provenant du dispositif d'entrée 10 et commence à fabriquer le modèle de mandibule pour la reconstruction buccale. Les unités 221 de fabrication d'encres distribuent les ciments osseux, le PRP et les cellules souches parodontales aux têtes à jet d'encre 24, et l'unité 23 de commande des têtes à jet d'encre commande les têtes à jet d'encre 24 dans une position au-dessus de la base 21 où le modèle de mandibule pour la reconstruction buccale doit être réalisé. Les têtes à jet d'encre 24 déposent respectivement le ciment osseux, le PRP et les cellules souches parodontales sur la base 21 par un procédé de fabrication par dépôts comprimés congelés (FCDM) et une technique de durcissement doux au plasma pour produire le modèle de mandibule pour la reconstruction buccale. Les têtes à jet d'encre 24 peuvent construire le modèle de mandibule pour la reconstruction buccale par combinaison du procédé de fabrication par dépôts comprimés congelés et de la technique de durcissement doux au plasma qui, par rapport à la machine de fabrication additive classique, peuvent stériliser efficacement et sans dommage les ciments osseux, le PRP et les cellules souches parodontales pour garantir la réalisation complète du modèle de mandibule pour la reconstruction buccale. Lors du dépôt du modèle de mandibule pour la reconstruction buccale, l'unité de surveillance 25 enregistre des données telles que des images et des facteurs du modèle de mandibule pour la reconstruction buccale en temps réel et transfère les données enregistrées dans le dispositif de calcul 30. Les données enregistrées, après calcul et analyse par le dispositif de calcul 30, peuvent être encore utilisées dans un examen clinique par le médecin. Une fois que la résection buccale est terminée, le modèle de mandibule pour la reconstruction buccale est également réalisé. Par conséquent, le médecin peut installer directement le modèle de mandibule pour la reconstruction buccale sur le patient pour réduire la durée de la H chirurgie buccale, le risque d'exposition de lésion du patient et le gaspillage des ressources humaines de soins de santé. Même si de nombreuses caractéristiques et 5 nombreux avantages de la présente invention ont été énoncés dans la description précédente, conjointement avec des détails de la structure et des caractéristiques de l'invention, la divulgation est donnée à titre illustratif uniquement. Des changements peuvent être apportés dans les 10 détails, en particulier en termes de forme, de dimension et d'agencement de pièces dans les principes de l'invention dans la pleine mesure indiquée par le sens général large des termes dans lesquels les revendications annexées sont exprimées. REVENDICATIONS1 - Dispositif de fabrication additive auxiliaire caractérisé par le fait qu'il comprend : - un organe d'entrée (10) ; et un corps d'impression (20), le corps d'impression (20) étant relié à l'organe d'entrée (10) et comprenant : une base (21) ; un module (22) de fabrication d'encres, situé au- dessus de la base (21) et comprenant une première unité de fabrication (2211), une deuxième unité de fabrication (2212) et une troisième unité de fabrication (2213), la première unité de fabrication (2211) comprenant un réservoir de ciment osseux, la deuxième unité de fabrication (2212) étant située entre la première unité de fabrication (2211) et la troisième unité de fabrication (2213) et comprenant un réservoir de plasma riche en plaquettes, la troisième unité de fabrication (2213) étant située près de la deuxième unité de fabrication (2212) et comprenant un réservoir de cellules souches parodontales ; une unité (23) de commande des têtes à jet d'encre, située au-dessus de la base (21) ; et de multiples têtes à jet d'encre (24) montées sur l'unité (23) de commande des têtes à jet d'encre et dirigées vers la base (21), les têtes à jet d'encre (24) comprenant une première tête à jet d'encre (241), une deuxième tête à jet d'encre (242) et une troisième tête à jet d'encre (243), la première tête à jet d'encre (241) étant reliée au réservoir de ciment osseux, la deuxième tête à jet d'encre(242) étant reliée au réservoir de plasma riche en plaquettes, la troisième tête à jet d'encre (243) étant reliée au réservoir de cellules souches parodontales. 2 - Dispositif de fabrication additive auxiliaire selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre une unité de commande de la température, l'unité de commande de la température étant montée sur le corps d'impression (20). 3 - Dispositif de fabrication additive auxiliaire selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'unité de commande de la température consiste en une unité de refroidissement à l'état solide indépendante et en un réseau de transfert de chaleur. 4 - Dispositif de fabrication additive auxiliaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le corps d'impression (20) comprend en outre une unité de surveillance (25), l'unité de surveillance (25) étant située au-dessus de la base (21), le système de fabrication additive auxiliaire comprenant en outre un dispositif de calcul (30), le dispositif de calcul (30) étant relié à l'unité de surveillance (25).