ARCHIVÉ - Innovation dans le secteur des biomatériaux : Des implants poreux en titane

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Le 03 octobre 2003— Ottawa (Ontario)

Le CNRC a récemment mis au point un nouveau procédé de fabrication pour produire des mousses métalliques.

Prototypes de systèmes d'ancrage pour inserts pour cotyle (remplacement de la hanche).

Prototypes de systèmes d'ancrage pour inserts pour cotyle (remplacement de la hanche).

Les troubles du système musculo-squelettique sont la cause la plus courante de douleur chronique et d'incapacité physique dans le monde. Des efforts ont été entrepris dans de nombreux pays pour mettre au point de nouveaux matériaux afin d'apporter des solutions à long terme à ces problèmes. Des scientifiques ont ainsi mis au point de nouveaux biomatériaux poreux qui pourraient servir à remplacer ou à réparer les tissus osseux.

Ces nouveaux biomatériaux métalliques ont été récemment utilisés dans des applications orthopédiques non traditionnelles (immobilisation de la colonne vertébrale à l'aide d'un greffon osseux), où ils ont permis d'améliorer considérablement les procédures chirurgicales. Ils ont aussi été utilisés dans des opérations plus traditionnelles, comme des remplacements de la hanche ou du genou, et en dentisterie pour produire des ancrages plus durables.

Prototypes de systèmes d'ancrage pour implants dentaires.

Prototypes de systèmes d'ancrage pour implants dentaires.

Des chercheurs de l'Institut des matériaux industriels du CNRC (IMI-CNRC) travaillent à mettre au point un nouveau procédé de fabrication pour produire des mousses métalliques pouvant être utilisées comme implants poreux et comme systèmes d'ancrage en orthopédie et en dentisterie. Ce procédé a été récemment adapté pour produire des mousses de titane ayant des propriétés biomimétiques pour le remplacement ou la réparation des tissus osseux et pour l'ancrage des tissus conjonctifs.

Les mousses métalliques mises au point par l'IMI-CNRC présentent une structure ouverte et une faible densité; elles résistent bien à la corrosion, tout en étant biocompatibles, ce qui les rend très intéressantes pour la fabrication d'implants biomédicaux. La structure alvéolaire et les propriétés de ces mousses sont très similaires à celles des os et favorisent l'ostéo-intégration, c'est-à-dire la croissance et l'intégration des tissus vivants sur l'implant même.

L'IMI-CNRC a mis au point un procédé de fabrication très souple qui combine les technologies de la métallurgie des poudres et de la mise en forme des mousses polymères pour produire des matériaux présentant une structure poreuse et des revêtements aux propriétés variées.

La mousse de titane est produite en mélangeant des particules de titane avec un polymère et un agent moussant. Après le moussage, l'agent liant et le polymère sont retirés du matériau, qui est ensuite soumis à traitement à haute température pour assurer l'intégrité structurale du matériau. On obtient alors une microstructure ouverte de faible densité. La formulation du matériau et les paramètres du procédé peuvent être ajustés pour faire varier la structure, la densité, la taille des pores et les propriétés du matériau. Ce procédé a déjà été utilisé avec différents métaux pour produire des biomatériaux dont la taille des pores se situe dans la fourchette de 50 µm à 400 µm, soit la taille requise pour les applications visées.

Les coûts de ces matériaux et dispositifs sont relativement peu élevés, si on les compare aux coûts de l'opération du patient et de sa réadaptation post-opératoire. Ces nouveaux matériaux pourraient permettre d'étendre le marché des dispositifs médicaux et contribuer à réduire les coûts socio-économiques associés à ces problèmes de santé débilitants.

Mousse de titane pour la fabrication de composants ostéoconducteurs

Mousse de titane pour la fabrication de composants ostéoconducteurs

Les chercheurs de l'IMI-CNRC ont entrepris d'optimiser le procédé et d'évaluer l'impact de différents matériaux et conditions de fabrication sur la microstructure et les propriétés des matériaux. Ces travaux de développement et les essais se font en collaboration avec des universités (McGill, Dalhousie, École Polytechnique, Sherbrooke, ENPG) et d'autres instituts du CNRC (ITFI, ISSM, ITPCE, IRA). Des discussions sont aussi en cours pour transférer cette technologie à des entreprises spécialisées dans la fabrication de dispositifs médicaux.


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