Céramiques innovantes pour une chirurgie orthopédique plus performante et moins invasive – OPTHIP

Notre projet vise à développer de nouveaux implants orthopédiques à base de céramiques, avec une durée de vie significativement plus longue que les implants actuels, et rendant possible une chirurgie moins invasive. Ces implants devront être plus fiables, plus durables et plus performants, ce qui passe par l'adoption de nouveaux matériaux et de nouveaux concepts (notamment prothèses de genoux céramique unicondylaires, têtes de prothèses de hanches de 22,22 mm, et re-surfaçage de la tête du fémur jamais encore réalisés en céramiques ou encore une évolution du concept de double mobilité). - - Pour atteindre ce but nous allons utiliser trois approches simultanées. - 1- Développement de nouveaux matériaux et de nouveaux implants. Ces matériaux seront à base d'alumine et de zircone, déjà acceptés en orthopédie. L'innovation viendra principalement de la microstructure des matériaux : l'utilisation de moyens de frittage rapide (SPS) rendra possible l'obtention de monolithes ou de composites nanométriques, micrométriques, ou d'un mélange des deux (composites alumine-zircone micro-nano). Le développement de nouveaux matériaux céramiques plus résistants permettra de proposer de nouveaux implants avec des dimensions plus faibles, donc moins invasifs. - 2- Développement d'outils de caractérisation. Les outils existants ne rendant pas suffisamment compte de l'environnement global in-vivo, nous allons développer de nouveaux outils permettant de combiner chocs, usure et vieillissement physique du matériau pour simuler au mieux les conditions régnant lors de la marche. De plus, nous attacherons une importance spéciale à la caractérisation biologique des nouveaux matériaux, par l'étude de leur influence sur les ostéoclastes (ce qui n'a jamais été entrepris), responsables directs de l'ostéolyse autour des implants actuels. - 3- Développement d'outils de modélisation. Si les contraintes mécaniques sont assez bien connues dans les implants, il reste à réaliser un travail important sur l'influence de l'environnement. Nous allons donc mettre en place une modélisation multi-échelle du comportement des implants, depuis la corrosion du matériau par les molécules d'eau jusqu'aux contraintes macroscopiques engendrées par le frottement et les chocs, en passant par les effets de la microstructure. - - Les retombées socio-économiques de notre projet sont importantes : en raison du vieillissement des populations européennes et américaines et de la volonté d'un confort accru, le nombre de pose de prothèses orthopédiques est en constante augmentation. En Europe, environ 1.300.000 patients sont concernés annuellement. Plus de deux milliards d'euros y sont consacrés, avec une croissance de ~4-6% annuels. La pose de prothèses orthopédiques est conduite chez des patients de plus en plus jeunes. Notre projet permettra de réduire la fréquence, le coût et la dangerosité des opérations grâce à des prothèses plus durables et moins invasives. - ...