Consortium franco-chinois pour la conception, fabrication et évaluation in vivo, de nouveaux implants de métaux biocompatibles vitrifiés. – France-Chine implants vitrifiés in vivo

Ce consortium franco-chinois réunit deux laboratoires français [Science et Ingénierie des Matériaux et Procédés SIMaP, CNRS umr 5266 et le Laboratoire d'Electrochimie et de Physicochimie des Matériaux et des Interfaces LEPMI, CNRS umr 5279, à Grenoble-Université] et deux laboratoires universitaires chinois [School of Materials Science & Engineering, Beijing Université of Aeronautics and Astronautics et le Department of Microbiology, Beijing University Health Science Center].
L’objectif du consortium franco-chinois est de faire avancer la recherche et le développement de métaux vitreux biocompatibles en tant que nouveaux matériaux haut de gamme pour les implants corporels et ceci à l'aide de l’état de l’art actuel dans des domaines multidisciplinaires de la science et la technologie. Le projet vise à introduire de nouveaux implants médicaux non-toxiques qui permettront de réduire le coût des soins médicaux dus aux accidents et le traitement des fractures dans les groupes d'âge plus jeunes. Dans un avenir proche, 25% des populations françaises et chinoises seront concernées par des lésions osseuses et diverses troubles similaires dus au vieillissement mais peu de percées technologiques et cliniques ont été réalisées ces dernières décennies dans le développement de matériaux destinés à l’implantation osseux permanents. Les alliages de titane sont utilisés pour la fabrication d'implants orthopédiques et dentaires en raison des propriétés de leur surface qui permettent une interface biocompatible. Cependant, leur performance à long terme pourrait être compromise par l’écart trop grand de propriétés élastiques par rapport à celles de l'os, créant un «effet stress shielding» qui réduit le transfert de charge à l’interface os-implant. Les implants osseux médicaux doivent répondre à trois exigences : a) un effet «stress shielding» minimal causé par la différence entre les modules élastiques de l'implant et de l'os; b) la biocompatibilité et l'absence d'éléments toxiques tels que Ni et Cu; c) des taux de corrosion et de bio-activité ajustés en raison de l’habituel contradiction entre les propriétés anticorrosives et la bio-activité acceptable de l’implant.
Un objectif novateur de ce consortium franco-chinois est de concevoir, fabriquer et tester des métaux vitreux à base de Ti avec une raideur réduite par rapport à leurs états cristallins et à des valeurs plus proches de celles de l'os humain, mais sans recourir à des ajouts d'éléments toxiques.
En général, les deux extrêmes: taux très faibles ou très élevés de bio-activité et corrosion, conduisent respectivement à la non-intégration et la dissolution des implants métalliques. Ce dernier type d'implant peut cependant être souhaité pour certains patients, comme les jeunes adultes dont la reconstruction des os est supposée rapide et les victimes d’accident sans ostéoporose, à condition que l'implant se soit dépourvu de tout atome toxique. Le projet proposé vise à développer des implants à base de Mg vitreux sans toxicité avec une faible rigidité qui permet un stress shielding minimal, et qui se biodégradent durant la reconstruction osseuse sans évolution d’hydrogène éliminant ainsi le besoin d’opérations chirurgicales coûteuses dans le but de retirer les implants, ou les effets négatifs à long terme d’implants permanents causant des douleurs et nécessitant davantage de soins et de surveillance médicale coûteux pour les systèmes de santé français, chinois et européen.
La performance des nouveaux implants sera évaluée in vivo dans des souris de laboratoire au centre de recherche hospitalier « Beijing University Health Science Center ».Le financement de ce projet permettra également à la partie chinoise de contribuer par son expertise unique en bioingénieurie aux recherches planifiées sur le plan national en France et celles en cours sur le plan européen.