Implants orthopédiques intelligents alimentés par transmission de puissance acoustique – PiezoKnee

Les implants orthopédiques intelligents ouvrent des perspectives très intéressantes, notamment pour l'amélioration du suivi post-chirurgical. Cependant, aujourd'hui, les technologies disponibles ne sont pas adaptées à l'alimentation des prothèses entièrement métalliques utilisées en orthopédie. Ce projet vise à exploiter une solution de transmission de puissance basée sur les ondes acoustiques pour alimenter un implant de genou. Un modèle d'articulation du genou sera développé en utilisant de nouvelles méthodes de modélisation statistique intégrant des paramètres acoustiques. De plus, les niveaux de puissance d'entrée admissibles seront étudiés pour limiter les mécanismes physiques (thermiques, cavitations) et rester en dessous des valeurs fixées par les normes et utilisées par les équipements ultrasonores commerciaux. Ce modèle et ces données d'entrée seront ensuite utilisés pour concevoir et optimiser le système de transmission de puissance acoustique grâce à la modélisation multi-physique à la fois analytique puis par éléments finis, en intégrant les transducteurs piézoélectriques dans l'implant. Nous ciblons une puissance reçue dans l'implant comprise entre 1 mW et 10 mW, tout en restant conforme aux normes médicales et en utilisant des sondes à ultrasons commerciales côté émetteur. Les prototypes seront assemblés et testés d'abord sur cinq fantômes de genou élaborés dans le cadre du projet et ensuite sur trois spécimens cadavériques au laboratoire anatomique du CHRU de Brest. Les preuves de concept (PoCs) permettront alors d'alimenter une nouvelle génération d'implants orthopédiques intelligents intégrant des capteurs, plus robustes et plus fiables, facilitant l'industrialisation et permettant à terme une meilleure prise en charge clinique.