Des mousses de titane pour remplacer les os endommagés
Par Benje le mardi, septembre 14 2010, 17:19 - Nouvelles Scientifiques - Lien permanent
Source: BE Allemagne numéro 495 (8/09/2010) - Ambassade de France en Allemagne / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/ ... /64362.htm
Flexible et solide comme l'os humain: un nouvel
implant en mousse de titane ressemble, de par sa composition, à la
structure intérieure de l'os humain. Cette composition nouvelle réduit
non seulement la raideur de la prothèse par rapport aux implants
habituels, mais elle facilite également l'intégration de l'implant dans
l'os.
Soumis à un effort important, le tissu osseux se développe de manière
plus dense. En contrepartie, un os peu sollicité aura une densité plus
faible. La charge
soutenue par l'os stimule la croissance de la matrice osseuse. Les
chercheurs aimeraient dans le futur exploiter ce mécanisme pour lier
plus efficacement l'os et la prothèse. Pour y parvenir, le substitut de
l'os doit pouvoir favoriser le développement et l'intégration de la matière
osseuse dans sa structure - à l'aide de pores et de canaux, à travers
lesquels pourraient se développer des vaisseaux sanguins et des cellules
osseuses. Le matériau
retenu pour les implants est l'alliage de titane Ti6Al4V, présentant
les avantages suivants: longue durée de vie, résistance et bonne
acceptation par l'organisme. La difficulté repose dans sa mise en forme:
à de hautes températures, le titane réagit avec l'oxygène, l'azote et le carbone, et devient cassant. La palette des procédés de production en demeure assez limitée.
Les technologies actuelles ne permettent pas de produire les structures
complexes nécessaires à cette application. C'est pourquoi les
chirurgiens emploient des implants en titane massif, dont une majorité
dispose bien de surfaces adaptées à accueillir des cellules osseuses,
mais pour lesquels la liaison qui se crée reste fragile. De plus, ces
derniers présentent des propriétés mécaniques différentes de celles des
os, puisqu'ils sont beaucoup plus raides. "L'os mitoyen n'est presque
plus sollicité et, dans le pire des cas, le tissu osseux se résorbe.
L'implant se détend alors, et doit être remplacé", explique Peter
Quadbeck de l'Institut Fraunhofer de techniques de fabrication et de recherche appliquée sur les matériaux (IFAM) de Dresde.
La mousse de titane est produite à partir d'une poudre métallique, par
un procédé ayant déjà fait ses preuves pour la production industrielle
de filtres céramiques: des mousses en polyuréthane (PU) sont imprégnées
d'une solution de liant et d'une fine poudre de titane. La poudre se
fixe alors sur la structure cellulaire des mousses. Le PU et le liant
sont alors évaporés, et il en résulte un négatif des structures
mousseuses, qui est finalement fritté. "Cela permet en particulier de
recréer les propriétés essentielles de l'os, que sont sa forte
résistance et sa faible raideur", précise M. Quadbeck. La résistance est
un critère important pour l'utilisation dans les os, qui doivent
supporter le poids
et le mouvement du corps. Et une raideur similaire à celle des os
transmet les contraintes et soutient l'intégration de l'implant par la
formation de nouvelles cellules osseuses.
Dans le projet "TiFoam", les chercheurs ont eu pour objectif de prouver
la pertinence de l'emploi de cette mousse de titane pour le remplacement
d'une vertèbre endommagée. Elle est également adaptée à la "réparation"
d'autres os fortement sollicités. Hormis les chercheurs de l'IFAM et de
l'Institut des technologies et systèmes céramiques (IKTS) de Dresde,
étaient impliqués dans ce projet des médecins de la clinique
universitaire de l'Université
technique de Dresde et plusieurs entreprises. Le partenaire InnoTERE a
d'ores-et-déjà annoncé vouloir développer et produire ces implants.