L'homme et la machine en parfaite harmonie : L'exosquelette HANK et la fabrication additive améliorent les résultats des patients lors de la rééducation de la marche

A quoi pensez-vous quand 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 une impulsion supplémentaire sur la voie de la guérison", déclare Carlos Fernández, PDG et partenaire fondateur de GOGOA. "Il partage également le nom d'un scientifique et inventeur de petite taille", sourit-il.
HANK soutient les patients qui se remettent d'une lésion de la moelle épinière, d'une maladie neurodégénérative ou d'un accident vasculaire cérébral (AVC) en les aidant à réapprendre à marcher.

L'exosquelette favorise la neuroplasticité, une capacité qui permet au cerveau de se modifier au fil du temps. Il stimule également la reprogrammation des neurones moteurs, 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, en plus d'être personnalisés pour chaque patient, permettent aux utilisateurs de gagner progressivement en mobilité dans leurs membres inférieurs grâce à la répétition et à de légères adaptations du schéma de marche de l'individu. Cet équipement spécialisé permet donc de réduire considérablement le temps de récupération. Cependant, cet exosquelette révolutionnaire aurait eu du mal à suivre les ambitions de GOGOA sans l'utilisation de la fabrication additive (AM) et du prototypage rapide.

GOGOA a été initié à l'impression 3D lorsque l'équipe a participé à un programme de deux semaines organisé par HP à l'intention des jeunes entreprises. Après l'événement, HP a recommandé Materialise. "Chez Materialise, nous avons trouvé la bonne adéquation entre 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.

L'originalité de HANK réside dans le fait 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 le 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 rapid prototyping, 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 très bénéfique 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 a conduit à un processus de fabrication plus fluide avec l'AM en général. 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 l'assistance à la clientèle : les experts en conception nous ont donné quelques conseils pour optimiser 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 qui connaît la réglementation relative à la production d'un équipement médical aussi spécialisé est un réel avantage" La certification offre à GOGOA de nouvelles opportunités commerciales sur différents marchés. Un autre avantage est la possibilité pour eux de mettre en œuvre une stratégie à deux volets en utilisant HANK dans leurs CLINIQUES MOVEX et dans d'autres établissements médicaux dans le monde entier.

GOGOA dispose d'une gamme de exosquelettes pour les activités industrielles et récréatives comme le ski qui utilisent nos pièces imprimées en 3D ; cependant, HANK a été construit avec l'additif à l'esprit. "Nous avons modélisé la conception en 3D et créé les prototypes à l'aide de la technologie AM, en essayant différents moules et en modifiant la conception pour perfectionner le squelette. l'impression 3D est idéale pour le prototypage et la fabrication de 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 pour les appareils orthopédiques - autour du pied, de la cheville et de la cuisse - et les connecteurs.

L'équipe a pu choisir parmi plusieurs matériaux présentant des 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, qu'elle n'offre que quelques matériaux et solutions, mais ce n'est pas le cas. Materialise propose un large éventail de matériaux, solutions et finitions répertoriés sur le site web, afin que vous puissiez découvrir l'option qui convient le mieux à votre projet particulier."

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 le même cadre 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 la conception, à ajouter un éclairage extérieur pour aider les patients à s'orienter dans des environnements plus sombres, et même à la rendre plus attrayante d'un point de vue esthétique", explique Carlos. L'été 2023 est la date de sortie de cet exosquelette de nouvelle génération, 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 appropriés. Les autres exosquelettes ne sont pas aussi précis dans le transfert de ces informations. Grâce à l'impression 3D, nous avons obtenu un produit qui a une incidence significative 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 une démarche adaptative. C'est la meilleure façon de réhabiliter 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 véritable satisfaction", déclare Carlos.

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