Céramiques biologiques : pour des os de synthèse sur mesure

Utilisées pour réparer les tissus osseux, les céramiques biologiques ne se limitent plus aux implants de forme standard. L’impression 3D permet désormais de réaliser des implants sur mesure, grâce à un procédé innovant développé par la société OsseoMatrix.

Les céramiques biologiques occupent une place importante parmi les matériaux utilisés dans l’organisme pour la réparation des tissus durs. Leurs propriétés physico-chimiques les distinguent nettement des métaux et polymères. Résistantes à l’oxydation, amagnétiques, isolantes thermiquement, radioluscentes et biocompatibles, elles entrent avantageusement dans la composition d’implants articulaires ou de substituts osseux. Certaines céramiques sont inertes biologiquement, comme par exemple l’alumine ou encore la zircone… D’autres, comme les céramiques phosphocalciques, présentent une composition chimique proche de la trame minérale de l’os. Bioactives, elles sont considérées par les cellules osseuses comme de l’os minéral.

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Pour des implants ostéo-intégrés

Si les métaux et les polymères prennent la place de l’os, les implants poreux réalisés avec ce type de céramique peuvent guider la colonisation osseuse (ostéo-conduction) et le développement de la microcirculation. Ce qui permet une ostéo-intégration des implants. Les céramiques poreuses en phosphates de calcium entrent dans la composition
d’implants de forme standard tels que des coins d’ostéotomie ou les cages cervicales. Les procédés traditionnels tels que le moulage ou l’usinage limitent en effet les formes réalisables et la répartition de la porosité au coeur de l’implant. L’impression 3D permet d’aller beaucoup plus loin, avec une nouvelle génération d’implants, réalisés sur
mesure. Initialement développée pour les polymères (stéreolithographie) et les métaux (frittage/fusion laser), cette
technique de fabrication additive ouvre de nouvelles perspectives pour la mise en forme des céramiques. Une adaptation de la stéréolithographie avec une résine chargée en céramique (Optoform, Ecole de physique chimie de Nancy et Unité CNRS de Limoges) a déjà permis de produire des pièces originales en composite que l’on peut ensuite délianter au four. Ce qui entraîne une rétraction non homogène d’environ 20 % de la pièce. Cela permet d’obtenir des pièces de formes complexes, denses en céramique, mais le niveau de précision atteint ne suffit pas pour faire du « sur-mesure ».

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Des grains de céramique soudés un à un 

 

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Pour répondre au besoin de réalisation d’implants véritablement sur mesure, la société OsseoMatrix a développé un procédé de « microfusion laser directe » de céramique biologique, avec l’aide de partenaires technologiques (CEA, Ecole de Mines, CNRS). L’implant est conçu à partir du scanner des patients. Le procédé vient souder directement les grains de céramique qui vont participer à la construction de l’implant, grain par grain et couche par couche. Comme les dimensions de l’objet conçu sont conservées, la complexité de la forme externe de l’implant n’est plus un frein. En outre, son architecture interne peut être constituée par un réseau de porosité programmé pour guider la cicatrisation osseuse. Ces implants utilisés en chirurgie cranio-maxillo-faciale, dentaire ou orthopédique évitent la prise en charge mutilante des pertes osseuses et réduisent la durée d’intervention.
OsseoMatrix SAS,
F-91030 Evry,
www.osseomatrix.com

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