À l’UCLouvain, le doctorant Pierre Cnockaert développe des modèles anatomiques innovants des voies respiratoires pédiatriques grâce à l’impression 3D. Plus réalistes, ces modèles permettent d’étudier la manière dont l’air circule chez les enfants. Un projet innovant qui se distingue en représentant plusieurs âges d’un tout-petit. Et en proposant des approches thérapeutiques plus adaptées à leur développement anatomique. Récompensé par le Prix Vocatio avec un financement de 10 000 euros, cette avancée va certainement encore faire parler d’elle à l’avenir.
{Communiqué de l’UCLouvain}
Tout commence avec une idée simple : mieux comprendre comment respirent les enfants… et comment les aider lorsque cela devient difficile.
Le projet de Pierre Cnockaert, aujourd’hui soutenu par le Prix Vocatio, n’était, au départ, pas du tout prévu. Il s’agit pourtant d’un travail de recherche ambitieux : créer des modèles imprimés en 3D des voies respiratoires pédiatriques afin d’étudier des techniques comme la ventilation non invasive.
Mais ces modèles ne servent pas uniquement à la recherche. Ils deviennent également des outils pédagogiques utilisés dans l’enseignement pour rendre visible ce qui reste souvent abstrait dans les manuels et les schémas.
Une idée née bien avant sa thèse
L’histoire commence pendant son master complémentaire en sciences de la motricité à l’UCLouvain, après des études de kinésithérapie à la Haute Ecole Vinci. Un échange avec le professeur Gregory Reychler marque le début de son projet : il découvre l’existence de modèles anatomiques imprimés en 3D. L’idée est intrigante, mais encore floue.
Plutôt que de la laisser de côté, il fait quelque chose de très concret : il achète une imprimante 3D d’occasion et commence à expérimenter seul. Dans sa chambre, il imprime ses premiers modèles de voies respiratoires. C’est encore artisanal, mais c’est là que tout démarre.
Petit à petit, cette démarche personnelle attire l’attention du professeur William Poncin, aujourd’hui directeur de sa thèse. Avec le professeur Reychler, ils développent à trois une méthode permettant de reconstruire les voies respiratoires à partir d’images de CT-scan. Les données médicales deviennent des modèles numériques en trois dimensions, puis des objets physiques imprimés couche par couche.
Une vérification rigoureuse pour des modèles fiables
Des modèles anatomiques pédiatriques en 3D existaient déjà dans la littérature scientifique. Cependant, ils étaient souvent moins réalistes et, surtout, rarement validés de manière approfondie. Leur fidélité anatomique n’était donc pas toujours démontrée.
L’un des objectifs majeurs du projet est précisément de développer des modèles dont l’exactitude anatomique est vérifiée et scientifiquement validée. Cette étape de validation est essentielle pour garantir que les résultats obtenus en laboratoire reflètent au mieux la réalité clinique.
Ces modèles permettent aujourd’hui de mieux comprendre des situations très concrètes : comment l’air circule dans les voies respiratoires supérieures d’un enfant et ce qui change selon la forme des structures anatomiques. Il travaille également à rendre ces modèles toujours plus réalistes, notamment grâce à l’utilisation de matériaux souples reproduisant le comportement mécanique des tissus biologiques.
Représenter les différentes étapes du développement de l’enfant
Le projet se distingue aussi par sa volonté de représenter plusieurs âges pédiatriques. En effet, les voies respiratoires évoluent considérablement entre la naissance et l’enfance. Certaines structures anatomiques, comme les sinus, ne sont pas encore complètement développées chez le nouveau-né et se modifient progressivement au fil de la croissance.
Disposer de modèles correspondant à différents âges permet donc de mieux comprendre l’impact du développement anatomique sur la respiration et sur l’efficacité de certains traitements utilisés chez les jeunes patients : ventilation, mais également délivrance d’aérosols ou encore d’oxygène.
Un projet soutenu par le Prix Vocatio
L’obtention du Prix Vocatio marque une étape importante dans cette aventure scientifique. Ce prix offre un financement de 10 000 euros qui permettra notamment de poursuivre l’amélioration des matériaux utilisés, d’étendre la validation scientifique des modèles et de développer de nouvelles applications de recherche.
Pierre Cnockaert souhaite également rendre ces méthodes accessibles à l’ensemble de la communauté scientifique. Son objectif est de documenter et de diffuser les procédures de reconstruction 3D ainsi que les protocoles de validation afin que d’autres chercheur·euses puissent les reproduire, les adapter à leurs besoins et contribuer à leur amélioration.
Derrière cette chaîne de technologies, de l’imagerie médicale à l’impression 3D, se dessine une même ambition : rendre visible, compréhensible et mesurable ce qui, chez l’enfant, reste souvent difficile à appréhender, afin d’améliorer à terme les soins pédiatriques.
Le prix Vocatio soutient des jeunes de 18 à 30 ans, belges ou ayant un ancrage en Belgique. Engagé·es dans un projet de vie dans un domaine déterminé, ils et elles sont porté·es par une vocation peu soutenue par des voies classiques. Chaque année près de 20 bourses de 10 000 € sont octroyées. La bourse représente à la fois une reconnaissance, un tremplin et un « coup de pouce » déterminant.
Partagé par Samuel Walheer