Challenge

Développer, commercialiser et fabriquer des appareils médicaux cliniquement testés, sûrs et efficaces pour le traitement des maladies vasculaires.

Solution

Déploiement du logiciel de conception SOLIDWORKS, du logiciel d'analyse SOLIDWORKS Simulation Premium et du logiciel de communication technique SOLIDWORKS Composer pour accélérer le développement, rationaliser la fabrication et obtenir les approbations réglementaires requises.

Results

  • Réduction de 25 % du temps de développement
  • Réduction de 20 % des coûts de fabrication
  • Introduction d'un traitement efficace de retrait de la plaque artérielle
  • Amélioration de la santé et de la qualité de vie des patients atteints de maladies vasculaires

Les maladies vasculaires sont aujourd'hui un problème de santé majeur qui touche plus de 17 millions de personnes. Soit des plaques artérielles s'accumulent aux extrémités, c'est ce qu'on appelle les maladies vasculaires périphériques, soit elles se forment dans les vaisseaux sanguins qui entourent le cœur, on parle alors de cardiopathie coronarienne. Dans les deux cas, le flux sanguin est réduit, des risques pour la santé surviennent et la qualité de vie des personnes atteintes en pâtit. L'angioplastie, le traitement habituel dans ce cas, implique l'utilisation d'un ballonnet placé à l'extrémité d'un cathéter pour gonfler les vaisseaux sanguins. Or, cette méthode n'est pas toujours efficace, surtout pour éliminer la plaque calcifiée qui est souvent la principale cause du problème.

Cardiovascular Systems, Inc. (CSI) révolutionne le traitement des maladies vasculaires en développant des dispositifs à cathéter diamantés jetables. Fonctionnant sur le principe de la force centrifuge, le dispositif développé par CSI décrit une orbite autour de la paroi interne de l'artère, à des vitesses de 200 000 tours par minute, éliminant jusqu'à 90 % de la plaque à l'origine de l'obstruction, selon une procédure appelée athérectomie orbitale. Une nouvelle version du système Diamondback 360® OAD, approuvée par l'organisme américain de surveillance des aliments et des médicaments (Food and Drug Administration, FDA) pour une application dans les artères des membres, fera l'objet d'essais cliniques pour le traitement de la cardiopathie coronarienne, à partir de 2010.

Christopher Narveson, responsable des services de conception et d'ingénierie, explique que, même si l'entreprise employait des techniques de conception 2D pour conceptualiser la technologie, la commercialisation des produits exigeait un système 3D plus performant. « Nous avions besoin d'un système 3D pour mettre notre technologie sur le marché du fait de la nécessité de visualiser et d'analyser les concepts, les matériaux et les techniques de fabrication », explique M. Narveson. « Même si la 2D nous a permis de démarrer, la 3D était indispensable pour réaliser un produit commercial viable ».

Au terme d'une évaluation des principaux systèmes de conception 3D du marché, CSI a opté pour SOLIDWORKS et a fini par implémenter huit licences de CAO SOLIDWORKS, ainsi que quelques licences supplémentaires du logiciel d'analyse SOLIDWORKS Simulation Premium et du logiciel de communication technique SOLIDWORKS Composer. Le choix s'est porté sur SOLIDWORKS pour sa facilité d'utilisation, ses outils d'évaluation de fabricabilité avancés, ses applications de simulation intégrées et ses solutions de communication des conceptions. « SOLIDWORKS est un produit vraiment puissant qui nous a fourni la plate-forme dont nous avions besoin pour commercialiser nos produits de manière rapide et rentable », déclare M. Narveson.

Fabricabilité des conceptions

L'implémentation du logiciel SOLIDWORKS a eu un impact considérable sur la capacité de CSI à accélérer le développement de ses produits et à maîtriser les coûts de fabrication de ces derniers. Grâce aux outils de vérification de fabricabilité de SOLIDWORKS, notamment DFMXpress, TolAnalyst™ et l'analyse d'aptitude au moulage, l'entreprise a réduit de 25 % ses délais de développement et de 20 % ses coûts de fabrication.

« SOLIDWORKS nous permet non seulement de créer une conception soignée qui remplit les fonctions prévues, mais également de produire les pièces en contenant les coûts », souligne M. Narveson. « Nous comptons sur les outils de conception SOLIDWORKS au service de la fabricabilité, comme TolAnalyst, pour automatiser les chaînes de cotes et l'analyse d'épaisseur des dépouilles et des parois. Nous pouvons ainsi travailler avec nos fournisseurs pour créer des moules à injection de haute précision et nous assurer que nous pouvons produire et assembler efficacement nos produits ».

Nous utilisons également SOLIDWORKS Composer pour réaliser des animations des nouvelles conceptions afin de montrer aux médecins consultants comment le produit est injecté, circule et fonctionne.

Christopher Narveson
Directeur des services de conception et d'ingénierie

Simulation de matériaux très résistants

Alors que les appareils d'athérectomie orbitale utilisés par CSI pour mener ses essais cliniques étaient entièrement en acier, la fabrication des versions jetables conformes à l'approbation de la FDA exigeait la mise à l'étude de matériaux moins coûteux. Grâce au logiciel SOLIDWORKS Simulation Premium, les ingénieurs de la société sont parvenus à analyser minutieusement le mélange de plastiques très résistants qu'ils utilisaient pour valider les performances avant d'effectuer les tests.

« Étant donné que notre dispositif ne sera utilisé qu'une seule fois avant d'être jeté, il nous fallait vraiment choisir les matériaux les plus rentables sans sacrifier la performance », souligne M. Narveson. « Le logiciel SOLIDWORKS Simulation Premium nous a permis de réaliser des analyses structurelles et de fatigue pour optimiser nos conceptions et nos sélections de matériaux. Ce type d'informations était déterminant pour contrôler les coûts, assurer la qualité et respecter les délais. »

SOLIDWORKS Composer automatise l'assemblage en salle blanche

En se dotant également du logiciel de communication technique SOLIDWORKS Composer, CSI peut désormais automatiser ses opérations d'assemblage. L'entreprise assemble ses produits dans une salle blanche de classe 10 000. Avant la mise en place du logiciel SOLIDWORKS Composer, les opérateurs des salles blanches devaient conserver les consignes d'assemblage sur papier sous des protège-documents plastifiés qu'il fallait régulièrement nettoyer à l'alcool. Grâce à SOLIDWORKS Composer, les ingénieurs de l'entreprise ont réalisé des animations d'assemblage faciles à suivre qui s'exécutent sur un terminal informatique installé dans la salle blanche, ce qui élimine entièrement la nécessité de protéger et nettoyer les documents.

« Les animations d'assemblage que nous avons réalisées avec SOLIDWORKS Composer illustrent la manière dont la 3D nous aide à rationaliser nos processus et à gagner du temps », fait remarquer M. Narveson. « Nous utilisons également SOLIDWORKS Composer pour réaliser des animations des nouvelles conceptions afin de montrer aux médecins consultants comment le produit est injecté, circule et fonctionne. La 3D est essentielle pour nous et SOLIDWORKS Composer nous permet de l'utiliser avec souplesse et de façon innovante ».