«Dégradation par chocs de prothèses de hanche en. biocéramique»

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1 «Dégradation par chocs de prothèses de hanche en biocéramique» Projet OPT-HIP : prothèses implantées par an en France et en Europe 10 % de risques d une nouvelle intervention après 10 ans d implantation Vieillissement de la population et pose de prothèses orthopédiques chez des patients de plus en plus jeunes. Croissance du nombre de poses de prothèses orthopédiques 7% par an Politiques de santé qui exigent que la durée de vie des prothèses augmente Le projet a pour buts : Développer des nouveaux implants avec une durée de vie plus longue et plus fiables adoption des nouveaux matériaux composites à base d alumine et de zircone Comprendre les synergies physiques (mécaniques et chimiques) et multi-échelles des mécanismes d endommagement de ces matériaux composites Proposer un produit commercialisable à la fin du projet 1

2 Description des étapes Conception de nouveaux matériaux Tests : propriétés mécaniques, vieillissement, usure, choc, etc. Modélisation multi-échelles : approche usurechoc-vieillissement Réaction des cellules Commercialisation 2

3 Partenaires INSA : Reconnu pour ses travaux sur la zircone et les composites alumine-zircone. Chargé de la conception des matériaux, étude du vieillissement des composites, tests mécaniques, tests de résistance à l usure. ENSM-SE : Reconnu pour ses travaux sur la tribocorrosion des implants orthopédiques, parc de machines de tests unique en France. Chargé de l étude du comportement tribologique des prothèses soumises à des fortes conditions de chargement (Machine de chocs et simulateur de marche). ECL : (appartient au LTDS, laboratoire de tribologie dynamique et systèmes) Reconnu par ses travaux dans le domaine de l usure, la lubrification et le frottement. Chargée de tests d usure, détermination des propriétés de surface et des propriétés de modification de surfaces en fonction du frottement et du vieillissement. 3

4 ENS : expert dans le comportement des ostéoclastes. Chargé de la caractérisation biologique du rôle des débris d usure sur l activité des ostéoclastes. SERF : développement, fabrication et commercialisation d implants dentaires et orthopédiques. Chargé de commercialiser les prothèses. Medical Group : sous traitant de la SERF pour les parties céramiques (têtes et cupules) des prothèses de hanche. 4

5 Schéma des tests, objectifs Simulateur de marche: usure Choc n fois Vieillissement Caractérisation Tribomètre : usure + choc n fois Vieillissement Simulateur de marche: usure + choc + vieillissement n fois Caractérisation Caractérisation 5

6 ENSM-SE, CIS-B2M Etude du comportement tribologique des prothèses de hanche fabriquées avec les nouveaux composites d alumine-zircone. Sollicitations en chocs (machine unique en France) + compréhension de l usure des éléments prothétiques (amorçage des fissures, volume d usure, synergie mécanique-chimie, suivi du changement de phase et de la rugosité) + modélisation macroscopique Utilisation d un simulateur de marche, norme ISO Encadrement : B.Forest, J.Geringer Service d Orthopédie C. clinique d Orthopédie Traumatologie, Hôpital Roger Salengro Dr Luc Lhotellier Groupe Hospitalier Diaconesses Croix Saint-Simon Paris 6

7 Tests de chocs Machine de chocs : permet d effectuer les tests prenant en compte les conditions in vivo (contrôle de la force appliquée, la durée du test, la fréquence, lubrifiant : sérum bovin). Permet aussi de faire les tests avec décoaptation : Thèse J. Hausselle, ENSM-SE Usure des céramiques : pas de frottement simple mais interactions chocs et frottement. Bandes d usure in vivo = bandes d usure in vitro avec ces tests Objectifs : Compréhension du comportement tribologique, validation la plus complète des biocéramiques composites pour les faire accepter sur le marché. 7