+ 2020 DESIRERA – Design d’implants résorbables sans élements rares

Les implants orthopédiques servent à réparer un traumatisme de façon temporaire (on retire l’implant ensuite) ou définitive. Ils doivent être résistants mécaniquement et bien s’intégrer à l’organisme en favorisant la repousse osseuse (ostéo-intégration). Pour éviter les conséquences d’une seconde opération (surcoûts médicaux, traumatisme de la zone réopérée), les implants résorbables sont très prometteurs. Mais les matériaux envisagés actuellement, comme les alliages de magnésium (Mg) dopés aux terres rares, se résorbent trop vite et ont un coût écologique et économique important (le Mg et terres rares sont classés dans la liste des éléments les plus critiques).
(Exemples d’implantations possibles pour une vis résorbable dédiée à la réparation de fracture osseuse / copyright Syntellix.de)

Présent dans le corps humain, plus abondant et moins cher que le Mg, le zinc (Zn) présente une vitesse de dégradation modérée dans l’organisme. Ce projet vise ainsi à développer un nouvel alliage sans éléments rares pour implants résorbables. On propose d’élaborer un implant résorbable par métallurgie des poudres ; d’optimiser sa microstructure et ses propriétés mécaniques, grâce à la précipitation de phases durcissantes Zn-Ca ; et de maîtriser sa dissolution. La métallurgie des poudres est suffisamment versatile pour maîtriser localement la composition chimique et la porosité de l’implant et ainsi ajuster les propriétés à cœur et en surface de l’implant. Un démonstrateur de type plaque d’ostéosynthèse sera ainsi élaboré.

Le développement d’un implant base Zn à faible coût qui combinerait une bonne tenue mécanique associée à marge sur la vitesse de dégradation critique constituerait une avancée remarquable dans le domaine des implants résorbables, dispositifs médicaux à fort potentiel pour le traitement de nombreux cas cliniques.

Ce projet se réalise sous la forme d’une thèse en co-direction entre les laboratoires MATEIS (Elaboration et métallurgie physique) et LMI (Elaboration et thermodynamique).