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Matériaux > Céramiques, Plastiques et silicones

Composites biodégradables : une association polymère/céramique maîtrisée

Publié le 28 avril 2017 par Patrick RENARD
Source : Teknimed

On observe un intérêt croissant pour des matériaux biocomposites à base de polymères résorbables et de phosphate de calcium. Teknimed nous explique les avantages d'une tel mélange, que l'entreprise bigourdane effectue à l'aide d'un procédé spécifique, avec des perspectives d'applications qui vont au delà de l'orthopédie.

Par Julien Iehl, responsable des polymères biorésorbables à Teknimed.

Julien IehlDans le domaine de la chirurgie orthopédique, la réparation osseuse appelée ostéosynthèse fait appel à l’utilisation de matériaux tels que le métal, les céramiques ou encore les polymères dont les propriétés mécaniques et de biocompatibilité doivent assurer une guérison de l’os après implantation.

Depuis plusieurs dizaines d’années, la synthèse chimique a permis le développement de matériaux polymériques ayant la particularité de se dégrader dans le corps humain et de se décomposer en produits non-toxiques. Dans la famille des polymères résorbables, les polyesters apparaissent comme d’excellents candidats pour assurer une fonction mécanique appropriée au moment de l’implantation et pendant la guérison de l’os, puis, dans des conditions physiologiques, une dégradation progressive et contrôlée au cours du temps. Cet avantage permet d’éviter une seconde opération chirurgicale dédiée au retrait de l’implant.

L’acide polylactique ou polylactide (PLA) est un polymère thermoplastique qui est sans aucun doute le biomatériau le plus utilisé pour la production d’implants résorbables sous forme de vis d’interférence, ancres, broches, agrafes ou encore de plaques d’ostéosynthèse. La méthode typique de transformation de la matière première PLA est le moulage par injection.

Depuis quelques années, on observe un intérêt croissant pour des matériaux biocomposites à base de polymères thermoplastiques comme le PLA en association à une phase minérale ostéoconductive. Celle-ci apporte une coloration blanche à l'implant, et surtout une structure minérale proche de celle de l’os. L’ajout de céramique sous forme de phosphate de calcium (HAP, TCP ou BCP) dans la matrice polymère amène des avantages certains tels qu’une meilleure acceptation du biomatériau par l’os, une diminution des phénomènes d’inflammation (rencontrés parfois avec du PLA seul) et enfin une visualisation du dispositif par radiographie selon la quantité ajoutée.

Si la fabrication de matières premières polymère/céramique est en plein essor, elle exige un savoir-faire particulier pour obtenir un mélange homogène de deux matières aux caractéristiques chimiques opposées mais complémentaires.

Depuis 2006, Teknimed fabrique en salle blanche des matériaux biocomposites organique/inorganique sous forme de granules pour l’injection plastique d’implants. Cette production vient en complément d'une gamme de produits en polymères résorbables purs. Le procédé de mélange spécifique utilisé par Teknimed évite l’étape de chauffage nécessitée par l'extrusion et permet de conserver les propriétés physico-chimiques du polymère de départ, à savoir le maintien du poids moléculaire et de la granulométrie des particules de céramiques mélangées. On obtient ainsi, après transformation de la matière composite, des implants aux propriétés mécaniques et de résorption supérieures. Autre avantage : la possibilité de réaliser des combinaisons polymère/céramique sur mesure en fonction de l’indication désirée.

Granulé de PolycalAujourd’hui, Teknimed est spécialisé dans la préparation à grande échelle de matière biocomposite Polycal, un mélange PLA/TCP avec un pourcentage massique de l’ordre de 70/30, pour la fabrication d’implants orthopédiques. Au vu du nombre important de polymères de grade médical disponibles sur le marché en version résorbable, comme le PDS (Polydioxanone), le PCL (Polycaprolactone), ou le PGA (Polyglycolide), les combinaisons avec les différentes céramiques fabriquées par Teknimed sont multiples. Elles ouvrent la voie vers un marché notable en orthopédie mais aussi dans d’autres domaines tels qu’en pharmacie pour le relargage de principes actifs par des biomatériaux résorbables ou encore dans le développement de biomatériaux pour l’impression 3D.

L’obtention de mélanges polymère/céramique n’est pas restreint au domaine des polymères résorbables. Il peut s’appliquer à des polymères non-résorbables rencontrés en chirurgie orthopédique comme par exemple le polyétheréthercétone (PEEK).


www.teknimed.com

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