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Traitements et revêtements de surface : Comme beaucoup de pièces à usage mécanique, les matériaux utilisés pour la conception des prothèses articulaires peuvent subir des traitements de surface pour modifier la rugosité (Tableau 2) ou encore être revêtus. Les pièces concernées par ce type d’opérations sont essentiellement les tiges fémorales des PTH ainsi que les tiges des PTG et des PTE.
Les traitement de surface :
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Tableau 2 : Principaux traitements de surface effectués pour modifier la rugosité.
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Contrairement aux tiges cimentées dont les surfaces sont polies (élimination des aspérités) pour éviter les phénomènes d’usure-frottement du ciment acrylique, les surfaces des tiges non cimentées sont traitées de manière à accroître leur rugosité afin d’améliorer l’ancrage primaire avec l’os et d’augmenter la surface de contact entre les cellules osseuses et l’implant favorisant ainsi la recolonisation et la repousse osseuse.
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Figure 4 : Visualisation à l’aide d’un profilomètre 3D couplé à un système informatique, de la surface de disques d’alliages de titane Ti-6Al-4V traités (A) par sablage bille de verre et (B) par corrindonage
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Les revêtements de surface : En ce qui concerne les revêtements de pièces prothétiques, les céramiques phosphocalciques et plus précisément l’hydroxyapatite (Ca10(PO4)6OH2) sont depuis la fin des années 80, les matériaux les plus couramment utilisés pour revêtir les tiges de PTH et de PTG non cimentées (Figure 5). En effet, ces matériaux présentent l’avantage d’être ostéoconducteurs, c'est-à-dire de favoriser la repousse osseuse et la colonisation par l’os. En outre, les céramiques d’HAP poreuses sont biorésorbables.
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Figure 5 : Visualisation par MEB (x 400) de la surface de disques d ‘alliage de titane Ti-6Al-4V revêtus de céramique d’HAP (A) avant mise en culture et (B) après culture de cellules assurant le renouvellement du tissu osseux, les ostéoblastes (OB).
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Pour revêtir les tiges fémorales métalliques à l’aide de céramique, le procédé couramment utilisé est la projection par torche à plasma (Figure 6). Ce traitement thermique consiste à projeter le matériau (céramique) se trouvant à l’état de poudre sur son substrat métallique (alliage Ti-6Al-4V) au travers d’un gaz plasma. Les particules de céramique sont véhiculées à l’aide d’un gaz neutre (Argon) puis injectées dans un gaz dit plasmagène (Ar-H2, He-Ar, H2-N2) qui en présence d’un arc électrique va se dissocier et s’ioniser libérant lors de la recombinaison de ses atomes, une forte énergie et une température supérieure à 10 000°C responsable de la fusion des particules de céramique qui au contact du substrat vont ensuite se solidifier (refroidissement) et recouvrir la tige fémorale.
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Figure 6 : Représentation de l’appareillage utilisé pour la projection plasma
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