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Exigences en matière de matériaux pour les implants biomédicaux et les prothèses

par Hugo Herrero Antón de Vezon14 décembre 2018

Biocompatibilité

Dans cette section, nous voyons à nouveau l'acier inoxydable de type 316L, car son prix est un choix courant pour les implants biomédicaux. Nous devons noter que pour les implants médicaux, cependant, il est nécessaire que le produit final respecte les normes sanitaires pour éviter la croissance bactérienne et la toxicité dérivée du matériau de l'implant.

Ceci est couvert par la norme ASTM F138 pour les implants chirurgicaux. Donc, généralement requis est ce que nous appelons l'acier inoxydable 316LVM (UNS S31673), qui n'est aujourd'hui réalisé que par fusion sous vide. Nous devons également garder à l'esprit que le 316L est un alliage avec du nickel, il peut donc provoquer des réactions allergiques ou immunitaires chez certains patients.

Propriétés mécaniques

En raison de la nécessité d'une plus grande durabilité et de la résistance aux contraintes mécaniques requises pour les prothèses et certains implants, un nouvel acteur entre en jeu: les alliages de titane. Ti-6AL-4V grade 5 a sa plus grande résistance, et Ti-6AL-4V ELI grade 23 a une teneur en O2 inférieure, une ductilité améliorée et une résistance à la rupture avec une certaine réduction de la résistance. Les avantages de l'utilisation du titane par rapport à l'acier inoxydable sont une plus grande biocompatibilité, une plus grande résistance à la fatigue, une plus grande résistance à la corrosion, un poids plus faible et un module de Young plus faible.

Ce dernier est bénéfique pour éviter une répartition des contraintes déséquilibrée dans la zone péri-implantaire, causée par les fortes différences de YM entre l'os et la prothèse. Le grade 23 est déjà validé pour les interventions chirurgicales détaillées. Un autre alliage, Ti-6Al-7Nb, est également attractif car il est plus biocompatible en raison de l'absence de vanadium.

Pour les implants médicaux, la résistance à la fatigue à cycle élevé (éviter la fissuration sera donc le facteur déterminant pour la fixation) est plus importante que la ténacité à la fracture (qui n'est importante que lorsqu'une fissure est déjà apparue, par conséquent, la ténacité ne doit pas être une limite de sélection facteur).

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