Deux fabricants rhônalpins de prothèses de hanches coopèrent avec d'autres industriels et des chercheurs afin de valider un matériau susceptible d'allonger la durée de vie de leurs produits. Un projet technologique collaboratif qui a valeur d’exemple !



Les débris générés par l'usure des matériaux constituent un des principaux freins au développement des prothèses de hanches. À cause du phénomène, près de 10% d'entre-elles nécessitent une reprise au bout de dix ans. Les industriels du secteur sont donc constamment à l'affût de nouveaux matériaux susceptibles d'allonger la durée de vie de leurs produits. Parmi eux, le composite Poly éther Kétone Kétone chargé de carbone (PEKK/CF) constitue une réelle opportunité de progrès.

Mais, la validation de ce matériau suppose un long travail d'investigation. Il faut étudier de manière approfondie son comportement, définir la manière de le mettre en œuvre dans une prothèse de hanche puis acquérir la totale maîtrise du produit et du process.

Des résultats encourageants

Toutes ces démarches supposent la mise en œuvre d'importants moyens en terme de calcul, de caractérisation et d’essais. C’est la raison pour laquelle, deux fabricants rhônalpins d'implants (Serf et Evolutis) ont décidé de s'impliquer dans un projet collectif monté par l'Ardi Rhône Alpes et le Cetim avec l'appui du Pôle des technologies médicales de Saint-Étienne (PTM).

Grâce au travail réalisé en étroite relation avec un transformateur de matières plastiques (VBM), un fournisseur du matériau (Arkema), une société de conseil (Epic) et une école d'ingénieurs (l’École nationale supérieure des Mines de Saint-Étienne - ENSMSE), les deux fabricants ont pu obtenir de premiers résultats encourageants.

Ils savent dorénavant que le matériau, une fois injecté, présente des caractéristiques bio-mécaniques assez proches de celles de l'os humain et qu'il ne génère pas de débris. Ils ont aussi franchi une étape importante, en terme de faisabilité, puisque la tige fémorale fabriquée par injection a confirmé les avantages du PEKK aux niveaux élasticité, bio-intégration, radio-transparence, poids et respect de l’os receveur.

Grâce au projet collectif, les autres partenaires ont aussi progressé. En jouant sur la forme de la prothèse, la conception du moule, la température et la pression de la presse, VBM maîtrise mieux, dorénavant, l'orientation des fibres de carbone dans l'empreinte. Quant à l’ENSMSE, elle a pu améliorer sa maîtrise du comportement tribologique du matériau en présence d'alliages métalliques.

Un atout décisif

Les différents partenaires préparent actuellement une nouvelle étape destinée à finaliser le processus de mise en œuvre du nouveau matériau. Il s'agit d'étudier le comportement d’un cotyle de hanche contre une tête métallique ou céramique afin de démontrer que le PEKK/CF est plus performant que le polyéthylène actuel dans le couple de frottements.

Il reste aussi à optimiser les opérations d'injection plastique qui nécessitent des conditions de température élevées. Les caractéristiques mécaniques de la tige fémorale ne répondant pas encore aux exigences normatives, les partenaires doivent trouver un moyen d'éliminer les porosités résiduelles à cœur qui subsistent à l'issue de l’injection.

L'enjeu est vital selon Jean-Michel Peguet qui dirige la société Evolutis : « la mise en oeuvre du PEKK dans de nouveaux concepts d'implants constituerait un atout décisif face aux grands concurrents du secteur pour la plupart américains ».

Contact :

sqr@cetim.fr

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