Technologie Empa pour implants de disques intervertébraux durables

Implants d'articulations sans date de péremption

28 mai 2014 | CORNELIA ZOGG
Les articulations artificielles ont une durée de vie limitée. Bon nombre d'articulations de hanche ou de genou doivent être remplacées après quelques années. Les implants de disques intervertébraux sont nettement plus complexes et ne peuvent tout simplement être remplacés après leur « date de péremption » ; dans la plupart des cas jusqu'ici, ils ont dû être rigidifiés. Cela réduit grandement la mobilité des patients. Des chercheurs de l'Empa ont maintenant réussi à revêtir des implants de disques intervertébraux de façon à ce que ces derniers ne présentent aucun signe d'abrasion et durent toute une vie.
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Par l'usage quotidien et le mouvement du corps, même les meilleures articulations artificielles subissent l'usure ; le matériau s'use, des particules d'abrasion peuvent déclencher des réactions immunitaires indésirables, ce qui rend nécessaire une intervention. Il s'agit là d'une intervention standard, qui peut être répétée jusqu'à trois fois pour la plupart des implants. Étant donné que de la masse osseuse est perdue à chaque extraction de l'implant, le nouvel implant doit remplacer une plus grande masse osseuse et est donc plus grand. Cela est toutefois pratiquement impossible pour des disques intervertébraux. Ces derniers sont trop proches des voies nerveuses de la moelle épinière et de structures tissulaires, pouvant être endommagées lors d'une opération supplémentaire.
Les disques intervertébraux n'étaient, jusqu'ici, pas remplacés par des articulations mobiles, mais par des « cages », une sorte de substitut, ayant à la fois une fonction supportrice, mais qui permet également la fusion des corps vertébraux avoisinants et la cohésion de ces derniers. Cela rigidifie toutefois l'endroit auquel le disque intervertébral assurait auparavant une liberté de mouvement suffisante. Ce raidissement peut avoir pour conséquence, au fil des ans, que les disques intervertébraux avoisinants doivent également être rigidifiés en raison de la charge accrue. Des implants de disques intervertébraux mobiles peuvent réduire ce problème. De nombreux produits actuellement disponibles comportent cependant le risque, en raison de l'abrasion du matériau, de causer des allergies ou des réactions de rejet.

Qu'est-ce qui rend les articulations artificielles durables ?
Par le passé, les premiers essais en vue d'augmenter la durée de vie des articulations artificielles ont été effectués par divers fabricants au moyen d'une couche ultra-dure de DLC (« diamond-like carbon ») – avec des conséquences catastrophiques. Près de 80 % de toutes les articulations de la hanche revêtues de DLC ont rompu après seulement 8 ans. Des chercheurs de la division Empa « Nanoscale Materials Science » ont examiné le problème et ont découvert que la défaillance de l'implant n'est pas due au revêtement lui-même, mais au comportement de corrosion de l’agent de liaison entre la couche DLC et le corps métallique. Cette couche était jusqu'ici faite de silicium et corrodait au fil des ans, ce qui engendrait l'écaillement de la couche, une abrasion plus forte et, par conséquent, une perte osseuse. « Notre objectif était de trouver un agent de liaison qui ne corrode pas et qui dure toute une vie dans le corps », explique Kerstin Thorwarth.

Disques intervertébraux
Une tâche ardue, comme le souligne la chercheuse de l'Empa : « Nous avons testé la moitié du système pédriodique. » L'on a fini par trouver et utilisé du tantale comme agent de liaison. Ce revêtement a été testé sur un implant dit Total Disc Replacement –  un implant de disque intervertébral mobile. 100 millions de cycles, donc environ100 ans de mouvement, ont été reproduits dans le simulateur d'articulation construit spécifiquement à cette fin. Le petit implant de disque intervertébral a résisté et est resté entièrement opérationnel, sans abrasion ou corrosion. Le nouvel agent de liaison devrait bientôt être utilisé en combinaison avec des revêtements DLC pour d'autres articulations également. « Le disque intervertébral est l'articulation la plus délicate pour des implants. Le tantale ayant fait ses preuves ici, le produit DLC peut désormais être utilisé pour d'autres articulations », dit Thorwarth.

 
 
 

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