Les maladies osseuses sont de plus en plus répandues dans la société moderne en raison du vieillissement de la population, entre autres facteurs, et l'utilisation d'implants dentaires et orthopédiques pour traiter les maladies osseuses est en augmentation.
L'histoire des implants remonte à l'an 1, lorsque les implants dentaires en fer forgé ont été utilisés dans la Rome antique.
Malgré la longue histoire, cependant, il existe encore un certain nombre de problèmes associés aux procédures d'implantation tels qu'un implant lâche résultant d'une intégration lente dans le tissu osseux ou d'une inflammation nécessitant une intervention chirurgicale secondaire.
Pour atténuer ces problèmes, il y a eu une tentative de revêtement du matériau d'implant avec un « os artificiel » qui a la même composition que l'os humain réel.
Cependant, les procédés de revêtement conventionnels nécessitent un processus de synthèse pour fabriquer le matériau osseux artificiel et un processus de revêtement séparé, qui prend beaucoup de temps.
De plus, la liaison entre le substrat et la couche de revêtement osseux artificiel a tendance à être faible, ce qui entraîne des dommages ou même une chute, et les méthodes de revêtement fortes qui pourraient être appliquées à de vrais patients dans un cadre clinique étaient rares.
Dans ces circonstances, l'équipe de recherche du Dr Hojeong Jeon au Centre pour les biomatériaux de l'Institut coréen des sciences et de la technologie (KIST) a annoncé avoir développé un revêtement d'os artificiel en céramique avec une force d'adhérence triple par rapport aux matériaux de revêtement conventionnels.
L'équipe de recherche a développé une technologie pour induire un revêtement osseux artificiel, qui avait pris au moins une journée et nécessitait des dizaines d'étapes, en une heure seulement en utilisant un seul processus.
En utilisant la technique, il n'est pas nécessaire de synthétiser la matière première pour le revêtement d'os artificiel dans un processus séparé, et il est possible de créer le revêtement avec un laser nanoseconde sans équipement coûteux ni processus de traitement thermique.
Non seulement cela, il est possible de former une couche de revêtement avec un pouvoir de liaison plus fort que les quelques techniques de revêtement d'os artificiel appliquées en clinique aujourd'hui.
De plus, dans le cas de l'utilisation de ce procédé, il en résulte un revêtement robuste non seulement sur les surfaces métalliques mais même sur les surfaces de matériaux polymères tels que les implants orthopédiques en plastique, ce qui n'a pas été possible avec les procédés conventionnels.
Afin de réduire le nombre d'étapes impliquées dans le processus ainsi que la durée et en même temps d'assurer un revêtement robuste, l'équipe du Dr Jeon a positionné le matériau à revêtir dans une solution contenant du calcium et du phosphore, les principaux composants de l'os. , et l'a irradié avec un laser.
La température a été élevée de manière localisée sur le site cible du laser, provoquant une réaction impliquant le calcium et le phosphore pour produire de l'os artificiel en céramique (hydroxyapatite) et la formation d'une couche de revêtement.
Contrairement aux méthodes de revêtement conventionnelles, la synthèse du composant osseux artificiel est induite par laser et, en même temps, la surface du substrat est chauffée au-dessus du point de fusion pour que le matériau osseux artificiel soit adsorbé sur la surface fondue et se durcisse tel quel, ce qui maximise la force de liaison.
La méthode de revêtement d'hydroxyapatite utilisant le laser nanoseconde est un moyen simple d'induire la bioactivité dans des matériaux non bioactifs tels que le titane et le PEEK qui sont couramment utilisés comme biomatériaux. Je prévois qu'il changera la donne en ce qu'il aura de larges applications à divers dispositifs médicaux où l'ostéointégration est nécessaire. «
Dr Hojeong Jeon, Institut coréen des sciences et de la technologie
La source:
Conseil national de la recherche scientifique et technologique
Référence du journal:
Euh, S-H., et al. (2020) Revêtement d'hydroxyapatite robuste par synthèse hydrothermale induite par laser. Matériaux fonctionnels avancés. doi.org/10.1002/adfm.202005233.
