MAO Implants résorbables en magnésium

date
2018 — 2020
groupe de compétences
Ingénierie des surfaces

Optimiser le traitement MAO sur les implants en magnésium pour contrôler leur résorption dans le corps et les rendre plus surs pour les patients

Contexte et enjeux

Si les fils résorbables en fibres de polymères sont depuis longtemps utilisés en chirurgie, les dispositifs employés pour aider les os à se reconstruire en cas de fracture, comme les broches et les vis métalliques, nécessitent toujours d’être implantés puis en général d’être retirés, un protocole imposant deux interventions chirurgicales. Les premiers implants résorbables métalliques commencent cependant à faire leur apparition sur le marché européen.

Le matériau vedette est le magnésium, qui présente l’avantage d’être l’alliage le plus proche de l’os humain en termes de densité et de rigidité, une particularité donnant le meilleur comportement mécanique au couple os-implant. Par ailleurs, le magnésium est éliminé naturellement par l’organisme, mais ce qui apparaît là aussi comme un avantage présente des limites : la dissolution du magnésium, si elle est trop rapide, empêche une bonne reconstruction de l’os.

De plus, elle génère des bulles d’hydrogène qui, si elles ne sont pas évacuées rapidement, constituent des poches de gaz responsables d’un retard de guérison, et dans les cas les plus sévères, de nécroses des tissus osseux, voire du blocage de la circulation sanguine lorsqu’elles se trouvent dans les vaisseaux sanguins, laissant craindre le décès du patient.

Pour que le processus de dissolution du magnésium s’opère de manière lente et adaptée au fonctionnement de l’organisme, notre équipe a mis au point un nouveau procédé électrochimique retardant la corrosion du magnésium. Cette couche de protection est obtenue par un traitement de surface connu sous le nom « la conversion anodique ou l’anodisation électrolytique. La surface du métal (Mg) se convertie progressivement durant le procédé en une couche céramique, résistante à la corrosion et à l’usure.

Cependant, à la différence avec le procédé classique, largement utilisé dans l’industrie, l’oxydation du métal est ici assistée par les microarcs (MAO), qui apportent une grande énergie à la couche en croissance ce qui améliore la structure et la résistance à la corrosion de celle-ci. La dissolution du magnésium est progressive et contrôlée, la stabilité de l’implant garantit une bonne consolidation de l’os et sa disparition graduelle ne provoque pas d’effets secondaires dans l’organisme.

Notre procédé pourrait apporter une meilleure qualité à ces implants et offrir de nouveaux débouchés aux industriels de l’Arc jurassien, qui maîtrisent les techniques électrochimiques de traitement de surface.

Partenaires et financement

Haute Ecole Spécialisée (HES-SO) Valais

Projet financé par la HES-SO

Résultats

Retardement de la corrosion de l’alliage du magnésium spécifique d’un facteur de 300 grâce au traitement optimal MAO (par rapport à l’alliage brut)

Valorisation

Les essais sur les implants vétérinaires ont été réalisés dans le but de tester la technologie MAO sur une application industrielle concrète. Ce travail a été réalisé dans le cadre d’un projet de semestre d’un étudiant Master.

Une collaboration avec une entreprise suisse a été initiée. Si les résultats de ce projet s’avèrent concluant, un projet collaboratif sera mis sur place.

Contact

Cheffe de projet :
Oksana Banakh
+41 32 930 25 20
oksana.banakh@he-arc.ch