À l'avenir, les os endommagés peuvent être reconstruits avec des implants imprimés en 3D qui ont des couches de surface pulvérisées thermiquement afin qu'ils soient plus facilement acceptés par le corps humain. University West en Suède a lancé un nouveau projet de recherche passionnant avec le Vellore Institute of Technology (VIT) en Inde.
La projection thermique est souvent associée à des applications industrielles. Pendant de nombreuses années, les chercheurs de l'Université West se sont concentrés sur les turbines à gaz dans les moteurs d'avion, les centrales électriques et les moteurs automobiles. Mais la projection thermique peut également améliorer les propriétés du produit dans plusieurs autres domaines. La nouvelle technologie de projection plasma en suspension ouvre de nouvelles possibilités.
– Les biomatériaux sont l'un des nombreux domaines intéressants. Notre nouveau projet de recherche consiste à développer un nouveau type d'implant qui peut être intégré et guéri avec le reste de l'os existant. Les implants d'aujourd'hui sont chers et comportent des risques de toutes sortes, explique Nicolaie Markocsan, professeur de technologie de production à l'Université West.
La pulvérisation de plasma en suspension a suscité l'intérêt des chercheurs
Les chercheurs du «Centre de biomatériaux, de thérapie cellulaire et moléculaire (CBCMT)» du VIT ont une solide expertise dans le domaine de la recherche sur les biomatériaux. Dans ce projet, leurs connaissances sont liées à l'expertise en projection thermique de l'Université West.
Nous avons pris contact il y a plusieurs années lors d'une visite au VIT. Le VIT était disposé à tester certains de nos échantillons pulvérisés par plasma en suspension et, en raison des excellents résultats, il s'est montré très intéressé à passer à un projet de recherche conjoint. «
Nicolaie Markocsan, professeur de technologie de production à University West
Des chercheurs en Inde produiront des implants en titane imprimés en 3D qui peuvent être personnalisés pour différents types de blessures. Les implants poreux sont recouverts d'une couche de biomatériau nanostructurée par projection thermique et remplis d'un mélange de collagène et de cellules souches. Ce «remplissage» permet de mieux intégrer l'implant osseux au corps. La tâche de l'Université West est de donner à l'implant une couche superficielle biocompatible qui améliore la fonctionnalité mécanique et est également antibactérienne.
Différentes combinaisons de matériaux testés
– A l'aide de la projection plasma en suspension, nous testerons différentes couches nanostructurées constituées d'hydroxylapatite, d'argent et de graphène. L'hydroxylapatite est un biomatériau bien connu qui est souvent utilisé pour divers types d'implants. L'argent a des propriétés antibactériennes et le graphène peut aider à augmenter les propriétés mécaniques de l'implant. Des combinaisons de ces trois matériaux en une seule couche peuvent conférer les propriétés améliorées mentionnées ci-dessus.
Formation osseuse plus rapide
– Le but est d'émuler les composants de l'os humain, d'accélérer la formation des os et de prévenir les infections.
Nicolaie explique que la pulvérisation de plasma en suspension présente plusieurs avantages. Étant donné que le matériau de revêtement est mélangé avec du liquide, il est facile de tester différents mélanges. De plus, vous pouvez pulvériser des couches très minces avec une bonne adhérence et une cristallinité et une densité élevées – c'est-à-dire que la couche devient plus solide et plus durable.
– Nous sommes très enthousiasmés par le résultat de ce projet car les tests ont été très prometteurs. Nous espérons que le nouveau type d'implant facilitera grandement le processus de guérison des patients qui se remettent d'un os perdu ou endommagé.
– Si ce projet réussit, nous espérons bien sûr pouvoir poursuivre la recherche conjointement ou avec des acteurs suédois dans des projets plus importants.
Le projet de recherche se déroulera de 2020 à 2021 et est financé par le Conseil suédois de la recherche, dans le cadre de leur collaboration de recherche entre l'Inde et la Suède (Indo-Swedish Joint Network).
