Article de référence | Réf : N4950 v1
Auteur(s) : Christèle COMBES, Christian REY
Date de publication : 10 avr. 2013
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Matériaux céramiques pour les prothèses orthopédiquesCet article fait partie de l’offre
Verres et céramiques (57 articles en ce moment)
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Au vu des dernières avancées dans le domaine des substituts osseux, trois grandes voies de développement des biomatériaux à base de phosphates de calcium devraient être poursuivies dans le futur ; elles concernent leur composition, leur forme, leur association avec des agents bioactifs ou avec des cellules.
Tout d'abord, ces dernières décennies ont été marquées par l'émergence des phosphates de calcium substitués (par exemple, les apatites silicatées ou encore le phosphate tricalcique dopé au zinc) ou plus généralement des phosphates de calcium chimiquement modifiés en vue d'améliorer leurs propriétés biologiques. Cette voie permettant d'augmenter et de contrôler l'activité biologique des biomatériaux à base de CaP va très probablement être développée avec d'autres types d'ions/substituants ainsi que différentes combinaisons de substituants possibles. Une autre voie de développement repose sur la mise à profit de la réactivité et des propriétés de surface des apatites nanocristallines analogues au minéral osseux notamment pour élaborer des matériaux biomimétiques à basse température pour des applications en chirurgie orthopédique et dentaire mais également dans les domaines de l'imagerie médicale à des fins de diagnostic et de traitements (notamment dans le cas du cancer) ou encore comme agents de transfection. Le développement de l'utilisation de nanocristaux de CaP soulève le problème de la connaissance et de la maîtrise de leur caractérisation, de leur évolution, de leurs propriétés de surface ainsi que de leur devenir in vivo ; la règlementation et les normes pour ces nanomatériaux à base de CaP, comme pour tous les nanomatériaux, devraient se développer dans les années à venir. Enfin, une troisième voie concerne l'association des matériaux et céramiques à base de CaP avec des molécules ou agents actifs vis-à-vis de différentes cibles, par exemple de bactéries ou de cellules osseuses, respectivement pour conférer des propriétés antibactériennes (antibiotiques...) ou favoriser l'ostéogénèse (facteurs de croissance...). De plus, le développement de biomatériaux permettant, une fois implanté, la libération contrôlée et séquencée de ces agents bioactifs (par exemple : un agent antibactérien pour éviter les infections post-opératoires ; des protéines favorisant la vascularisation nécessaire...
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VERRES ET CÉRAMIQUES
(1) - HODGE (A.J.) - Molecular models illustrating the possible distribution of holes in simple systematically staggered arrays of type I collagen molecules in native-type fibrils. - Connective Tissue Research, 21, p. 137-147 (1989).
(2) - LANDIS (W.J.) - The strength of a calcified tissue depends in part on the molecular structure and organization of its constituent mineral crystals in their organic matrix. - Bone, 16, p. 533-544 (1995).
(3) - GIRAUD-GUILLE (M.M.) - Liquid crystallinity in condensed type I collagen solutions. A clue to the packing of collagen in extracellular matrices. - Journal of Molecular Biology, 224, p. 861-873 (1992).
(4) - GLIMCHER (M.J.) - Bone : nature of the calcium phosphate crystals and cellular, structural, and physical chemical mechanisms in their formation. - Review in Mineralogy and Geochemistry, 64, p. 223-282 (2006).
(5) - BALA (Y.), FARLAY (D.), DELMAS (P.D.), MEUNIER (P.J.), BOIVIN (G.) - Time sequence of secondary mineralization and microhardness in cortical and cancellous bone from ewes. - Bone, 46, p. 1204-1212 (2010).
Matériaux pour implants chirurgicaux – Détermination de l'état de surface des revêtements pour applications biomédicales - AFNOR S94-071 - 08-93
Standard Test Method for Time of Setting of Hydraulic-Cement Paste by Gillmore Needles - ASTM C266-03 - 2003
Art dentaire – Ciments à base d'eau – Partie 1 : ciments acido-basiques liquides/en poudre - NF EN ISO 9917-1 - 04-08
Implants chirurgicaux – Hydroxyapatite – Partie 1 : céramique à base d'hydroxyapatite - NF ISO 13779-1 - 12-08
Implants chirurgicaux – Hydroxyapatite – Partie 2 : revêtements à base d'hydroxyapatite - NF ISO 13779-2 - 12-08
Implants chirurgicaux – Hydroxyapatite – Partie 3 : analyse chimique et caractérisation de la cristallinité et de la pureté de phase - NF ISO 13779-3 - 04-08
Implants chirurgicaux – Hydroxyapatite – Partie 4 : détermination...
Laboratoires de recherche français :
Laboratoire de Science des Procédés Céramiques et de Traitements de Surface (SPCTS), UMR 7315 CNRS – Université de Limoges, Centre Européen de la Céramique, LIMOGES.
Centre Ingénierie et Santé (CIS), École Nationale Supérieure des Mines de Saint-Étienne, SAINT-ÉTIENNE.
Laboratoire d'Ingénierie Ostéo-Articulaire et Dentaire (LIOAD), UMR_S 791 Inserm-Université de Nantes, UFR Odontologie, NANTES.
Laboratoire des Matériaux Céramiques et Procédés Associés, Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis (UVHC), Pôle Européen de Compétences en Matériaux Avancés (PECMA), MAUBEUGE.
CIRIMAT, UMR 5085 UPS-CNRS-INPT, ENSIACET, TOULOUSE.
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