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Médical

Les biocéramiques, atout précieux pour la médecine

Leur neutralité chimique et leur composition, voisines de celles des tissus osseux, permettent aux céramiques de conserver leurs propriétés une fois implantées dans l’organisme (qui est un milieu très agressif), et ainsi d’éviter les rejets.

Leur résistance à la torsion et au frottement permettent d’obtenir des prothèses quasiment inusables.

Deux générations de céramiques ont été développées. La première, forte de son inertie chimique assurait une innocuité vis-à-vis de l’organisme. Elle a peu à peu évolué pour faire place à des matériaux capables d’interagir positivement avec les tissus environnants : ce sont les céramiques de deuxième génération.

Première génération : les céramiques inertes

Les premières prothèses osseuses de hanche en céramique étaient à base d’alumine (Al2O3).

Ce matériau est actuellement concurrencé par la zircone (ZrO2) qui présente une tolérance biologique similaire, mais de meilleures propriétés mécaniques, permettant d’envisager la mise au point d’éléments beaucoup plus petits demandant une grande fiabilité (prothèses du doigt, de l’épaule, du genou).

A ce jour, plusieurs centaines de milliers de têtes de fémurs en zircone ont été implantées avec succès sur des patients en Europe et aux USA.

Deuxième génération : les céramiques bio-actives

Les prothèses de première génération sont parfaitement tolérées par l’organisme, mais restent des corps étrangers. Aujourd’hui, on utilise des céramiques dont la composition chimique est encore mieux adaptée : le phosphate de calcium appelé hydroxyapatite, utilisé en raison de sa composition chimique quasi identique à celle de l’os.

L’hydroxyapatite s’intègre donc parfaitement dans un environnement osseux. Cela justifie son utilisation comme revêtement sur les parties métalliques des prothèses (hanches, genoux). On réalise ces revêtements par projection plasma sur la surface métallique. La surface obtenue est microporeuse, et favorise la repousse osseuse (on parle d’épitaxie), avec des taux de réussite de plus de 90% après dix années de mise en place.

Pour les greffes de plus petite taille, on a recours également à l’hydroxyapatite, mais la relative fragilité de ce matériau en limite l’utilisation à des zones peu sollicitées mécaniquement (réparation maxillo-faciale notamment, ou bien prothèses oculaires).

Certains matériaux résorbables, comme le phosphate tricalcique (Ca3(PO4)2) et le carbonate de calcium (CaCO3), sous forme de corail naturel, s’utilisent à des fins temporaires, dans l’attente d’une reconstitution osseuse naturelle.

Les prothèses dentaires

Les prothèses dentaires ont longtemps consisté en un support métallique recouvert d’une céramique proche de la porcelaine. Puis on a utilisé des verres de silice (SiO2) et d’alumine, dont l’aspect brillant, la couleur proche de l’ivoire et la neutralité chimique font des matériaux proches de la dent naturelle. De plus en plus, la zircone a la préférence des praticiens, combiné à des traitements de surface permettant d’améliorer l’aspect de la prothèse.


Bridge dentaire en zircone, Diatomic Louey (Photo JC Dupuy Limoges)


Cage cervicale intersomatique en alumine, I Ceram Limoges (Photo JC Dupuy Limoges)


Emaux dentaires, Sofraced Le Plessis Grammoire (Photo JC Dupuy Limoges)


Implant crânien en hydroxyapatite, CTTC Limoges


Piliers d’implants en zircone, Diatomic Louey (Photo JC Dupuy Limoges)


Prothèse de hanche, I Ceram Limoges (Photo JC Dupuy Limoges)

Les céramiques sont utilisées depuis longtemps pour la fabrication de prothèses dentaires et osseuses.

Une nouvelle génération de matériaux, à la composition proche du tissu osseux, a permis de réaliser d’importants progrès.

Les biocéramiques, atout précieux pour la médecine

Leur neutralité chimique et leur composition, voisines de celles des tissus osseux, permettent aux céramiques de conserver leurs propriétés une fois implantées dans l’organisme (qui est un milieu très agressif), et ainsi d’éviter les rejets.

Leur résistance à la torsion et au frottement permettent d’obtenir des prothèses quasiment inusables.

Deux générations de céramiques ont été développées. La première, forte de son inertie chimique assurait une innocuité vis-à-vis de l’organisme. Elle a peu à peu évolué pour faire place à des matériaux capables d’interagir positivement avec les tissus environnants : ce sont les céramiques de deuxième génération.

Première génération : les céramiques inertes

Les premières prothèses osseuses de hanche en céramique étaient à base d’alumine (Al2O3).

Ce matériau est actuellement concurrencé par la zircone (ZrO2) qui présente une tolérance biologique similaire, mais de meilleures propriétés mécaniques, permettant d’envisager la mise au point d’éléments beaucoup plus petits demandant une grande fiabilité (prothèses du doigt, de l’épaule, du genou).

A ce jour, plusieurs centaines de milliers de têtes de fémurs en zircone ont été implantées avec succès sur des patients en Europe et aux USA.

Deuxième génération : les céramiques bio-actives

Les prothèses de première génération sont parfaitement tolérées par l’organisme, mais restent des corps étrangers. Aujourd’hui, on utilise des céramiques dont la composition chimique est encore mieux adaptée : le phosphate de calcium appelé hydroxyapatite, utilisé en raison de sa composition chimique quasi identique à celle de l’os.

L’hydroxyapatite s’intègre donc parfaitement dans un environnement osseux. Cela justifie son utilisation comme revêtement sur les parties métalliques des prothèses (hanches, genoux). On réalise ces revêtements par projection plasma sur la surface métallique. La surface obtenue est microporeuse, et favorise la repousse osseuse (on parle d’épitaxie), avec des taux de réussite de plus de 90% après dix années de mise en place.

Pour les greffes de plus petite taille, on a recours également à l’hydroxyapatite, mais la relative fragilité de ce matériau en limite l’utilisation à des zones peu sollicitées mécaniquement (réparation maxillo-faciale notamment, ou bien prothèses oculaires).

Certains matériaux résorbables, comme le phosphate tricalcique (Ca3(PO4)2) et le carbonate de calcium (CaCO3), sous forme de corail naturel, s’utilisent à des fins temporaires, dans l’attente d’une reconstitution osseuse naturelle.

Les prothèses dentaires

Les prothèses dentaires ont longtemps consisté en un support métallique recouvert d’une céramique proche de la porcelaine. Puis on a utilisé des verres de silice (SiO2) et d’alumine, dont l’aspect brillant, la couleur proche de l’ivoire et la neutralité chimique font des matériaux proches de la dent naturelle. De plus en plus, la zircone a la préférence des praticiens, combiné à des traitements de surface permettant d’améliorer l’aspect de la prothèse.


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