Comment l'impression 3D peut améliorer l'insertion des implants cochléaires
Les électrodes d'un implant cochléaire, dispositif électronique utilisé pour remédier à certaines pertes auditives, sont insérées dans l'oreille interne par chirurgie. Une équipe du LAAS-CNRS en collaboration avec la société Cochlear a fabriqué par impression 3D des modèles anatomiques de la rampe tympanique, afin d'améliorer la conception des électrodes et leur insertion, et de faciliter l'entraînement des chirurgiens. Ces travaux sont publiés dans Scientific Reports.
L'endommagement du l'oreille interne (cochlée) est la cause de pertes auditives sévères. Un implant cochléaire peut être une solution indiquée. Celui-ci est composé d'un équipement externe – un micro et processeur de son, et d'une partie interne constituée entre autres d'un réseau d’électrodes. La qualité et la précision chirurgicale de l'insertion de ces électrodes sont déterminantes pour les performances du dispositif, et la qualité d'audition dont bénéficiera finalement le patient.
Ces recherches ont été menées par :
L'objectif est de minimiser les forces d'insertion des électrodes afin de réduire le risque de lésions, notamment pour préserver l’audition résiduelle du patient. C'est dans ce but qu'une équipe du LAAS-CNRS propose de recourir à l'impression 3D pour fabriquer des modèles anatomiques de l'oreille interne, afin d'améliorer les stratégies d'insertion et la conception des électrodes.
Les scientifiques ont utilisé l’impression 3D par stéréolithographie pour fabriquer des modèles anatomiques de la rampe tympanique humaine de différentes tailles et morphologies, à partir d’images médicales de patients. Ces modèles ont été réalisé à l'aide de systèmes d'impression 3D haute résolution spécifiquement adaptées aux sciences du vivant, sur la plateforme MultiFab du LAAS-CNRS. Les paramètres de l'imprimante permettent de contrôler avec précision la géométrie du modèle, mais aussi sa rugosité après impression, afin que son état de surface soit aussi proche que possible de celui d'une cochlée humaine.
L'équipe a pu ainsi étudier l’influence de la rugosité et de l’énergie de surface des modèles sur les forces nécessaires à l’insertion des électrodes. Les mesures ont été effectué sur un banc d'insertion d'électrodes de la société Cochlear, partenaire de cette étude. Les résultats montrent qu’une surface présentant une rugosité modérée et un traitement hydrophile permet de réduire significativement les forces d’insertion et d’obtenir une insertion complète des électrodes en utilisant uniquement une solution saline physiologique mimant la périlymphe naturellement présente dans la cochlée comme lubrifiant. Les forces les plus faibles, d’environ 40 mN, ont été obtenues avec une rugosité de surface de 2,8 ± 0,8 µm, permettant une insertion réussie dans 100 % des essais. Ces conditions reproduisent également des tendances proches de celles observées sur des cochlées humaines.
À la suite de ces résultats, de nouveaux projets de recherche sont en préparation. Une nouvelle cartographie des forces d'insertion des électrodes, établie cette fois en 3D, aura pour objectif de préserver au maximum les cellules non endommagées de la cochlée du patient. Par ailleurs, le développement de modèles conducteurs permettra de tester directement le fonctionnement des électrodes, et de déterminer ainsi leur positionnement optimal. Ces recherches pourraient déboucher à terme sur la fabrication d'implants personnalisés, conçus spécifiquement pour chaque patient. A plus courte échéance, chercheurs et industriels disposeront d'outils pour développer et tester de nouvelles électrodes. Enfin, ces modèles imprimés 3D devraient servir à la formation des chirurgiens. Un projet est en préparation avec le service ORL d'un hôpital.
© LAAS-CNRS
Références
Three-dimensional printing of human scala tympani models: surface modification to reduce cochlear implant insertion forces with a physiological lubricant.
Margaud Rivière, Chloé Morice, Guillaume Tourrel, Adrian Laborde, Laurent Malaquin & Julie Foncy.
Scientific Reports, 24/07/2026.
https://doi.org/10.1038/s41598-026-63614-9