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SuperalliagesArticle de référence | Réf : M4781 v1
Auteur(s) : Pascal LAHEURTE, Wafa ELMAY, Frédéric PRIMA, Thierry GLORIANT
Date de publication : 10 juin 2014
Relu et validé le 25 juin 2019
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Deux facteurs sont à prendre en compte : la réponse biologique du corps humain après la pose de l'implant (biocompatibilité chimique) et le comportement mécanique de l'implant (biocompatibilité mécanique).
1.1 Biocompatibilité chimique des éléments d'addition
La biocompatibilité chimique fait référence au matériau de l'implant qui doit posséder des qualités biologiques. Le corps humain est un milieu agressif et corrosif du fait des concentrations en ions de chlorure et en oxygène dissous. La caractérisation de la biocompatibilité chimique d'un matériau consiste à évaluer sa tenue à la corrosion, ainsi que la toxicité des produits relargués dans le corps. Steinemann a établi une classification en fonction de la toxicité de plusieurs éléments métalliques et alliages utilisés pour les implants. Cette classification (figure 1) est réalisée à partir d'une étude de biocompatibilié en relation avec la résistance de polarisation .
Trois catégories ont ainsi pu être définies :
les éléments toxiques qui libérent des ions provoquant une réaction immunitaire (allergie, inflammation, nécrose, rejet) ; c'est le cas notamment du vanadium et du nickel. Aujourd'hui encore, la biocompatibilité du Ni-Ti utilisé pour ses propriétés de superélasticité et de mémoire de forme fait toujours débat ;
les éléments susceptibles d'engendrer une réaction d'encapsulation par le milieu hôte ; ces éléments (ou matériaux), parmi lesquels se trouvent les aciers inoxydables, entraînent la formation d'une couche fibreuse à l'interface implant/os qui isole le matériau du milieu vivant ; cette couche fibreuse présente l'inconvénient majeur de n'avoir aucune tenue mécanique en cisaillement, ce qui provoque à moyen terme, des problèmes...
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ÉTUDE ET PROPRIÉTÉS DES MÉTAUX
(1) - STEINEMANN (S.) - Corrosion of surgical implants-in vivo and in vitro tests, Evaluation of biomaterials. Advances in biomaterials. - John Wiley and Sons, p. 1-34 (1980).
(2) - WOLFF (J.) - The law of bone remodeling [translated from the 1892 original] Das Gesetz der Transformation der Knochen. - Springer Verlag (1986).
(3) - LONG (M.), RACK (H.J.) - Titanium alloys in total joint replacement – A materials science perspective. - Biomaterials., vol. 19, p. 1621-1639 (1998).
(4) - SUMNER (D.R.), TURNER (D.M.), IGLORIA (R.), URBAN (R.M.), GALANTE (J.O.) - Functional adaptation and ingrowth of bone vary as a function of hip implant stiffness. - Journal of Biomechanics., vol. 31, p. 909-917 (1998).
(5) - GLASSMAN (A.H.), CROWNINSHIELD (R.D.), SCHENCK (R.), HERBERTS (P.) - A low stiffness composite biologically fixed prosthesis. - Clinical Orthopaedics and Related Research., vol. 393, p. 128-136 (2001).
...
Procédé de traitement thermomécanique d'un alliage de titane, alliage et prothèse ainsi obtenus. Inventeurs : LAHEURTE (P.), PRIMA (F.), GLORIANT (T.), ELMAY (W.), EBERHARDT (A.), PATOOR (E.) ; 16 mars 2013, Brevet WO 2013/068366 A1.
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