Vers un nouveau standard en formation médicale et en simulation chirurgicale vasculaire

La chirurgie vasculaire est une discipline d’une précision extrême, où chaque millimètre peut faire la différence entre le succès et la complication post-opératoire. La prise en charge des pathologies vasculaires, notamment les anévrismes de l’aorte, repose sur des techniques de plus en plus complexes, nécessitant un savoir-faire chirurgical de haut niveau et une maîtrise des dispositifs médicaux les plus avancés.

Or, les outils de formation et de simulation actuels montrent leurs limites : recours aux modèles animaux dont l’anatomie diffère de celle de l’humain, simulateurs numériques qui n’intègrent pas la dimension haptique, simulateurs rigides incapables de restituer la biomécanique vasculaire. Ces contraintes ralentissent la formation des chirurgiens et la montée en compétence sur des cas complexes, les exposant à des situations où ils doivent encore s’adapter en condition réelle, avec des enjeux critiques pour la sécurité du patient.

Face à ces défis, une nouvelle génération de simulateurs anatomiques voit le jour, combinant réalisme biomécanique, compatibilité avec l’environnement chirurgical et possibilité de standardisation. Ces modèles ouvrent une nouvelle ère pour la formation médicale et la simulation chirurgicale avancée, avec une ambition claire : remplacer les méthodes traditionnelles par un standard éprouvé, capable d’améliorer la sécurité des interventions et d’accélérer l’apprentissage des techniques chirurgicales complexes.

Un projet soutenu par le 3Deus Challenge

En 2023, le Dr Alexandre Oliny, alors résident en chirurgie vasculaire et endovasculaire aux Hospices Civils de Lyon et en première année de thèse de science dans le Département Innovation et Recherche Préclinique de Marie Lannelongue Innovation Center (MALIC), initie le projet 3D-PAM avec l’ambition de développer des modèles anatomiques vasculaires ultra-réalistes pour la formation chirurgicale et la simulation des gestes complexes.

Le 3Deus Challenge lui offre l’opportunité d’exploiter la technologie du Moulage Dynamique de 3Deus Dynamics, lui permettant de réaliser l’évaluation d’un premier modèle et de poser les bases d’une alternative aux tests sur animaux, pertinente cliniquement et scientifiquement validée.

Les défis du traitement des anévrismes de l’aorte abdominale

Les anévrismes de l’aorte abdominale (AAA) représentent un enjeu médical et économique majeur, avec une mortalité atteignant 80 % en cas de rupture et un marché des endoprothèses aortiques estimé à 2,4 milliards de dollars en 2023.

Ces pathologies se caractérisent par une dilatation anormale de la paroi aortique, pouvant entraîner une rupture fatale en l’absence de prise en charge. Deux approches chirurgicales existent :

  • La chirurgie ouverte, une intervention invasive nécessitant une longue convalescence.
  • La réparation endovasculaire (EVAR), une technique mini-invasive utilisant une endoprothèse pour stabiliser l’anévrisme et réduire les risques de rupture.

Comparaison d’une aorte saine et d’une aorte anévrismale. Source : https://picryl.com/media/aortic-aneurysm-e4dddb

Si les AAA simples peuvent être traités par EVAR standard, les AAA complexes, impliquant des artères vitales, nécessitent l’usage d’endoprothèses fenestrées (F/BEVAR), dont le positionnement précis est crucial pour maintenir l’irrigation des organes essentiels.

L’un des défis majeurs de la chirurgie endovasculaire reste la gestion des endofuites, complications où le sang continue de circuler dans l’anévrisme malgré la pose de l’implant. Une planification chirurgicale rigoureuse et des dispositifs médicaux adaptés sont essentiels pour minimiser ces risques.

Les limites des outils de formation médicale actuels

Pour assurer une prise en charge optimale des patients, les chirurgiens vasculaires doivent maîtriser des techniques opératoires complexes, impliquant à la fois une planification précise et une exécution technique irréprochable. Aujourd’hui, plusieurs outils sont utilisés pour leur formation, chacun avec ses avantages et ses limites :

Les outils numériques, qui intègrent des systèmes prédictifs avancés, permettant de modéliser des anatomies complexes et d’anticiper les complications potentielles. Toutefois, ces simulations chirurgicales restent purement visuelles et ne permettent pas aux chirurgiens d’exercer leur sensibilité haptique et leur gestuelle.
Les modèles animaux, qui offrent un environnement dynamique et une réponse tissulaire réaliste. Cependant, leur anatomie diffère de celle de l’humain, limitant la transposabilité des techniques, et leur utilisation est de plus en plus restreinte par des contraintes éthiques et réglementaires.
Les modèles physiques, qui permettent l’apprentissage des gestes techniques mais nécessitent encore des améliorations pour capturer pleinement le comportement viscoélastique dynamique d’une aorte pathologique. Une simulation chirurgicale réaliste exige des modèles capables de reproduire la résistance, l’élasticité et la réaction des tissus sous contrainte, afin d’offrir une expérience chirurgicale immersive et pertinente.
Comparaison d'une aorte humaine avec celle d'un cochon
Comparaison d'une aorte humaine avec celle d'un cochon

L’objectif est clair : développer une solution combinant le réalisme des tissus biologiques, la précision des simulations numériques et la reproductibilité des modèles physiques. En permettant aux chirurgiens de s’exercer sur des répliques patient-spécifiques, ces modèles pourraient devenir un « Game changer » dans la formation médicale et la préparation des cas les plus simples aux cas rares et complexes, garantissant une prise en charge plus sûre et efficace en salle hybride.

Comparaison d’une aorte humaine avec celle d’un cochon. Source: Oliny, A. (2024, March). 3Deus Challenge 3D-PAM: 3D-Printed Aortic Models

Cas d’usage – évaluation clinique du modèle 3Deus Dynamics en salle hybride

Vers une révolution dans la formation des chirurgiens

Dans un domaine où chaque geste compte, la formation des chirurgiens vasculaires repose encore sur des méthodes limitées :

L’apprentissage sur patient réel, risqué et limité par des contraintes éthiques.
Les modèles animaux, imparfaits et remis en question éthiquement.
Les simulateurs rigides, éloignés des réalités biomécaniques des tissus humains.


Avec l’évaluation du modèle imprimé en 3D par Moulage Dynamique en silicone de 3Deus Dynamics en salle hybride, une avancée majeure s’opère : pour la première fois, un modèle anatomique reproduisant fidèlement l’élasticité et le comportement vasculaire humain est testé dans des conditions immersives identiques à celles d’un bloc opératoire.

Cette évaluation, réalisée en janvier 2025 à l’Hôpital Marie Lannelongue, par le Pr Stephan Haulon, Professeur de chirurgie vasculaire et Responsable du Centre Aortique de l’Hôpital Marie Lannelongue et le Dr Oliny marque le point de départ d’une validation clinique rigoureuse, visant à définir un nouveau standard en formation médicale.

Pourquoi cette évaluation est une étape clé?

Ce premier test a permis de valider :

Un environnement immersif et réaliste : le modèle est intégré dans une salle hybride, permettant aux chirurgiens de s’entraîner avec les mêmes contraintes que sur un patient réel.
Une biomécanique fidèle : perfusé sous flux pulsé (80-150 mmHg) à 37°C, il simule les déformations et la résistance dynamique des tissus aortiques, essentielles pour les gestes chirurgicaux.
Une compatibilité avec les outils interventionnels : sa radio-transparence permet un suivi précis des procédures sous imagerie, un atout fondamental pour la chirurgie endovasculaire.
Une réutilisabilité inédite : plusieurs interventions successives peuvent être réalisées sur un même modèle, optimisant la formation.
Abdominal aorta on a test bench

Un tournant pour la formation des chirurgiens vasculaires

Ce premier modèle ouvre de nouvelles perspectives pour la formation médicale. À terme, il permettra de :

  • Standardiser l’apprentissage en offrant des modèles adaptés aux différents niveaux de formation :
    • Modèles prêts à l’emploi pour les cas courants et épineux.
    • Répliques patient-spécifiques pour s’exercer sur des cas rares et complexes.
  • Renforcer la formation continue et l’expertise chirurgicale, en permettant aux praticiens confirmés de :
    • Tester différentes stratégies opératoires sur des cas complexes.
    • S’exercer à la pose de dispositifs médicaux innovants avant leur utilisation sur un patient.
  • Garantir le respect du principe « Jamais la première fois sur le patient », en offrant un outil immersif où les erreurs n’ont pas de conséquences cliniques.

Un modèle au service de l’évaluation et la validation des dispositifs médicaux

Au-delà de la formation, ces modèles ouvrent un champ d’application révolutionnaire pour l’industrie des dispositifs médicaux. Aujourd’hui, l’évaluation préclinique repose encore beaucoup sur des modèles animaux aux limites connues :

Anatomies différentes, rendant les résultats difficilement transposables à l’humain.
Tests coûteux, longs, soumis à des réglementations strictes, et soulevant des préoccupations éthiques.
Incapacité à reproduire certaines pathologies complexes, limitant la pertinence des essais.


Grâce aux modèles avancés développés et validés par la collaboration entre les équipes de 3Deus Dynamics et celles de MALIC, l’industrie va pouvoir :

Tester, affiner et valider des dispositifs médicaux dans des conditions réalistes, en simulant les interactions avec les tissus humains.
Accélérer la mise sur le marché des endoprothèses et dispositifs vasculaires, en remplaçant progressivement les tests animaux.
Développer un référentiel standardisé pour comparer l’efficacité des innovations dans un cadre scientifique reproductible.

Vers un gold standard pour la formation médicale et l’évaluation clinique

L’objectif est clair : établir un nouveau standard éprouvé, à la fois pour la formation des chirurgiens et pour l’évaluation des dispositifs médicaux.

📢 Prochaine étape : validation clinique avancée !
Après cette première phase en salle hybride, une nouvelle campagne d’évaluation débute en février 2025, intégrant des modèles améliorés sur des critères fonctionnels tels que:

  • Une glissance endoluminale optimisée, pour reproduire fidèlement le comportement des endoprothèses et une sensation procédurale au plus proche de la réalité sur patient.
  • Des propriétés biomécaniques affinées et caractérisées, garantissant une interaction encore plus fidèle avec les tissus vasculaires.
  • Une standardisation complète, facilitant leur adoption par les centres de formation et l’industrie des dispositifs médicaux.

Rejoignez-nous dans cette révolution médicale !

Vous êtes chirurgien ? Bénéficiez d’un outil de formation inédit pour affiner vos gestes et améliorer votre précision chirurgicale.
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