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MATERIALISE | L’homme et la machine en parfaite harmonie

7/10/23

MATERIALISE

L’homme et la machine en parfaite harmonie

L’exosquelette HANK et l’AM améliorent les résultats des patients pendant la rééducation de la marche

La réadaptation est souvent un processus épuisant qui comporte quelques obstacles. De plus, le chemin de la guérison est unique pour chaque patient. HANK, un exosquelette pour les membres inférieurs conçu par GOGOA qui utilise des pièces imprimées en 3D, est une solution complémentaire qui permet aux patients d’avoir une démarche constante, ce qui accélère considérablement les délais de rééducation traditionnels et améliore les résultats pour les patients.

Le défi

Créer rapidement un exosquelette personnalisé pour aider les patients dans leur rééducation à la marche.

À quoi pensez-vous lorsque vous entendez « exosquelette » ?

Souvent, le mot évoque des images de héros et de force accrue, les exosquelettes apparaissant dans des superproductions telles qu’Avatar et Aliens. Cependant, les exosquelettes ont un impact réel dans les applications médicales, où l’objectif est de réhabiliter les patients. C’est là que HANK excelle.

« HANK est un jeu de mots sur le mot HANKA, ou « jambe » en langue basque : un nom approprié puisqu’il est conçu pour donner aux patients un élan supplémentaire sur la voie de la guérison », explique Carlos Fernández, PDG et partenaire fondateur de GOGOA. « Il partage également le nom d’un scientifique et inventeur de petite taille », ajoute-t-il en souriant.
HANK soutient les patients qui se remettent de lésions de la moelle épinière, de maladies neurodégénératives ou d’accidents vasculaires cérébraux (AVC) en les aidant à réapprendre à marcher.

MATERIALISE

L’exosquelette favorise la neuroplasticité, une capacité qui permet au cerveau de se modifier au fil du temps. Il stimule également la reprogrammation des motoneurones, un processus par lequel les muscles et les voies neuronales du patient sont progressivement reprogrammés pour s’activer avec des signaux électriques plus faibles ou déformés envoyés par le cerveau aux zones affectées du corps. Ces deux facteurs, ainsi que leur adaptation à chaque patient, permettent aux utilisateurs de retrouver progressivement la mobilité de leurs membres inférieurs grâce à la répétition et à de légers ajustements du schéma de marche de l’individu. Par conséquent, cet équipement spécialisé réduit considérablement le temps de récupération. Cependant, cet exosquelette révolutionnaire aurait eu du mal à rester à la hauteur des ambitions de GOGOA sans recourir à la fabrication additive (AM) et au prototypage rapide.

La solution

Exosquelette flexible inspiré de la fabrication additive, fabriqué en PA 12 à l’aide de la technologie MJF

GOGOA a été initié à l’impression 3D lorsque l’équipe a participé à un programme de deux semaines pour les startups organisé par HP. Après l’événement, HP a recommandé Materialise. « Chez Materialise, nous avons trouvé la bonne solution en ce qui concerne le matériau et la finition. Les autres sociétés d’impression 3D que nous avons essayées pour nos prototypes ne pouvaient pas atteindre le niveau de flexibilité et la qualité de finition que nous souhaitions », explique Carlos.

La particularité de HANK est que la quasi-totalité de ses composants extérieurs et des éléments à l’intérieur du bloc-batterie utilisent des pièces imprimées en 3D. « Nous avons utilisé du PA 12 et la technologie Multi Jet Fusion (MJF). Ce matériau est flexible et, grâce au prototypage rapide, l’impression 3D est un moyen rapide, efficace et économique d’améliorer notre conception, surtout par rapport au moulage par injection », explique Carlos.

Grâce au prototypage rapide, l’équipe de GOGOA a créé des pièces personnalisées en plastique imprimées en 3D qui s’intègrent aux composants métalliques de l’exosquelette en l’espace de quelques semaines : une prouesse qui est excellente pour leur cycle de production. « Nous avons pu réaliser la plupart des étapes de prototypage et voir les différentes technologies sur le site web de Materialise sans aucun problème. Cela nous a permis de faciliter le processus de fabrication par AM dans son ensemble. L’équipe d’assistance à la fabrication a répondu rapidement à tous nos doutes et à toutes nos questions », déclare Galder Arego, responsable de la stratégie commerciale et de la marque chez GOGOA.

« Nous sommes vraiment impressionnés par l’assistance technique et à la clientèle : les experts en conception nous ont donné quelques conseils sur l’optimisation de nos conceptions et nous ont aidés à remplir les documents nécessaires à la certification ISO 13485. Comme nous sommes la première entreprise européenne d’exosquelettes certifiée CE, le fait d’avoir un fournisseur local familiarisé avec la réglementation relative à la production d’équipements médicaux aussi spécialisés est un réel avantage. » La certification offre à GOGOA de nouvelles opportunités commerciales sur différents marchés. Un autre avantage est la possibilité de mettre en œuvre une stratégie à deux volets en utilisant HANK dans ses MOVEX CLINICS et dans d’autres établissements médicaux dans le monde entier.

Le résultat

Un exosquelette léger personnalisé qui s’intègre parfaitement à la démarche du patient.

GOGOA dispose d’une gamme d’exosquelettes pour des activités industrielles et récréatives telles que le ski, qui utilisent nos pièces imprimées en 3D ; cependant, HANK a été construit avec l’additivité à l’esprit. « Nous avons modélisé le design en 3D et créé les prototypes en utilisant l’AM, en essayant différents moules et remaniements pour perfectionner le squelette. L’impression 3D est idéale pour le prototypage et la fabrication en petites séries : si nous avions essayé le même processus avec le moulage par injection, cela n’aurait tout simplement pas fonctionné », déclare M. Galder.

GOGOA a utilisé ses capacités de fabrication pour produire environ 15 pièces personnalisées imprimées en 3D pour HANK, y compris des composants pour le sac à dos, le support des appareils orthopédiques – autour du pied, de la cheville et de la cuisse – et les connecteurs.

« Chez Materialise, nous avons trouvé la bonne solution en ce qui concerne le matériau et la finition. Les autres sociétés d’impression 3D que nous avons essayées pour nos prototypes ne pouvaient pas atteindre le niveau de flexibilité et la qualité de finition que nous souhaitions. »

– Carlos Fernández, PDG et partenaire fondateur de GOGOA

L’équipe a pu choisir parmi plusieurs matériaux aux caractéristiques mécaniques différentes, ce qui a permis d’accélérer le processus de conception et de fabrication. « On pense à tort que l’impression 3D est limitée, avec seulement quelques matériaux et solutions, mais ce n’est pas le cas. Materialise propose un large éventail de matériaux, de solutions et de finitions sur son site web, ce qui vous permet de découvrir l’option qui convient le mieux à votre projet.

En fait, le point de vue de l’entreprise sur l’impression 3D a évolué en même temps que notre partenariat. GOGOA a continué à expérimenter d’autres matériaux AM pour affiner HANK et développer une nouvelle version : HANK+.

« HANK+ utilise la même structure de base et les mêmes pièces imprimées en 3D – comme les poignées, les connecteurs et les supports de sac à dos – que HANK. Pourtant, nous avons réussi à rationaliser le design, à ajouter des lumières externes pour aider les patients à naviguer dans des environnements plus sombres, et même à le rendre plus attrayant sur le plan esthétique », explique Carlos. La date de sortie de cet exosquelette de nouvelle génération est prévue pour l’été 2023, mais les patients bénéficient déjà de son grand frère.

« HANK est un exosquelette qui s’intègre parfaitement au patient et lui transmet les forces et le schéma de marche adéquats. Les autres exosquelettes ne sont pas aussi précis dans le transfert de ces informations. Grâce à l’impression 3D, nous sommes parvenus à créer un produit qui influe considérablement sur les délais de rétablissement des patients et sur les résultats positifs. HANK est l’exosquelette pour membres inférieurs le plus léger et le plus avancé du marché, et le seul au monde à posséder six articulations motorisées et un schéma de marche adaptatif. C’est la meilleure façon de rééduquer les patients. Notre technologie révolutionnaire va au-delà des méthodes traditionnelles, ce qui nous permet d’obtenir des résultats plus satisfaisants. Désormais, les patients souffrant de divers handicaps peuvent rapidement retrouver leur autonomie et améliorer leur qualité de vie. Pour moi, c’est une réelle satisfaction », déclare Carlos.

Alors, la prochaine fois que vous verrez un exosquelette imposant sur le grand écran, pensez à HANK : un équipement de rééducation relativement petit qui a un impact important sur les patients souffrant de différentes pathologies.

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