Les prothèses s’humanisent

De la carlingue d’un avion à une prothèse de hanche, n’y aurait-il que la forme qui change ? Presque, car les alliages utilisés dans l’univers médical ont souvent été inspirés par l’aéronautique ! Des alliages à base de titane pour la plupart, un métal sélectionné pour sa solidité justement et surtout sa biocompatibilité. À Bruz, sur le campus de Ker Lann, Mémométal, entreprise bretonne intégrée au groupe américain Strycker, cherche de nouvelles façons d’utiliser ces matériaux, pour réparer des parties un peu délaissées de notre corps : nos pieds et nos mains.

« Pour l’instant, les prothèses sont rares car ce sont des zones petites, délicates, analyse son directeur Bernard Prandi, et le marché est beaucoup moins important que celui de la hanche ou du genou ! » Alors pour soigner l’arthrose, en dernier recours, l’opération la plus courante consiste à souder deux phalanges. « Cela permet d’éliminer la douleur, mais pas de retrouver le mouvement total du doigt ! »

S’adapter à l’anatomie

Conserver la mobilité des doigts, des orteils ou du poignet, c’est donc le terrain sur lequel avance l’entreprise. « Nous avons créé des prothèses pour une articulation du pouce, ou encore utilisé les alliages à mémoire de forme pour des implants destinés aux pieds. Ils sont insérés “pliés” et une fois posés, ils retrouvent leur forme d’origine naturellement. » Leur dernière innovation est une prothèse qui vient remplacer la jonction entre la première et la deuxième phalange des doigts et permet de récupérer une fonction complète. Elle est le fruit d’une collaboration entre ingénieurs et chirurgiens. « Il faut s’adapter aux contraintes anatomiques, mais aussi faciliter la pose de la prothèse. Par exemple, ne pas abîmer les tendons lors de l’opération, car, comme pour un os, ce sont eux qui vont maintenir la prothèse en place ! » L’entreprise a également déposé des brevets pour des “astuces anatomiques” qui permettent, par exemple, à l’articulation artificielle de s’autolubrifier, et d’augmenter sa durée de vie. « Cette dernière prothèse est encore discrète sur le marché, car, même si elle a déjà reçu les agréments nécessaires, nous souhaitons poursuivre les tests, qui pour l’instant sont très prometteurs. Et surtout, il faut former des chirurgiens à la pose. » Alors l’entreprise organise des colloques au cours desquels les professionnels peuvent se familiariser à ces nouvelles formes. Et demain peut-être à de nouveaux matériaux.

Une réorganisation des atomes

Car dans les laboratoires de l’Insa, les métallurgistes s’intéressent de près à la composition des alliages. Si le titane en est toujours la base, les autres ingrédients changent. « Aujourd’hui certains alliages contiennent du vanadium ou de l’aluminium, explique Thierry Gloriant, responsable de l’équipe Chimie-métallurgie, qui sont considérés comme “potentiellement toxiques” par plusieurs études menées par des biologistes. Nous travaillons sur de nouvelles formulations, avec du tantale ou du niobium, totalement biocompatibles. » En même temps, les chercheurs en profitent pour améliorer les propriétés physiques des métaux. « Nous cherchons à optimiser la raideur des alliages, pour la rapprocher le plus possible de celle de l’os. Cela permettrait d’allonger la durée de vie des prothèses. » En collaboration avec d’autres équipes à Paris et Metz, l’équipe rennaise teste différentes formules. Les constituants sont fondus ensemble avant de subir un traitement thermomécanique particulier. C’est lui qui va décider de l’organisation des atomes. « Nous avons ainsi obtenu un premier alliage avec un coefficient de raideur quasi égal à celui de l’os. » La réussite a été brevetée. Et sous certaines contraintes plus fortes, la réorganisation des atomes est telle que les alliages deviennent... superélastiques ! Comme les métaux à mémoires de forme, ils retrouvent leur position d’origine après avoir été déformés. « Là on peut multiplier par cinq l’ampleur de la déformation, ils reviendront en place ! »

Retour à l’aéronautique ?

Les premières applications envisagées se situent... dans notre bouche. Pour des arcs dentaires, ou bien les prothèses qui remplacent parfois nos quenottes. « Ces prothèses sont directement vissées dans l’os. Plus leurs paramètres physiques s’en rapprochent, plus longtemps elles résisteront. Et en évitant certains constituants, nous voulons aussi limiter les risques d’allergies. » La route est encore longue avant que ces prouesses techniques ne soient adoptées. « Il faut trouver les entreprises intéressées, faire une batterie de tests et obtenir les accréditations. » Pourtant les applications de ces alliages superélastiques à faible raideur seront peut-être plus étendues que prévu. En effet, certains secteurs de l’aéronautique commencent à s’intéresser aux innovations rennaises. Une jolie façon de boucler la boucle.