Titane en orthopédie - Avancées récentes
Le titane a commencé à être utilisé dans les implants orthopédiques il y a environ 70 ans. Au fur et à mesure que la technologie s’améliorait et que le titane devenait plus courant, le métal était utilisé pour développer des orbites d’épaule et de hanche. Même les implants dentaires et les aides auditives sont en titane pour une durée de vie plus longue (par rapport à d’autres matériaux).
Le titane, un choix courant pour les implants orthopédiques
Les fabricants ont commencé à utiliser le titane pour les implants orthopédiques parce qu’ils reconnaissaient les propriétés naturelles que le métal avait à offrir. Il a un rapport résistance/poids incroyable, une excellente résistance à la corrosion et, surtout, il est 100% biocompatible.
Il a rapidement été découvert que le titane facilitait même le processus d’ostéointégration, formant une liaison physique avec l’os (sans avoir besoin d’adhésif supplémentaire). En outre, il a été déterminé que les implants en titane peuvent résister à une énergie élevée (sans rupture). Ils ne répondent pas à l’environnement dans lequel ils sont placés et durent longtemps (dans certains cas, ils n’ont pas besoin d’être remplacés).
Aujourd’hui, le titane est utilisé non seulement pour la fixation interne, mais aussi pour les prothèses, les dispositifs médicaux et les dispositifs internes. Certains alliages sont préférés pour les implants médicaux et dentaires, tels que Ti-6Al-4V et Ti-6Al-4V ELI. Ce sont des alliages alpha-bêta, généralement alliés avec de l’aluminium et du vanadium. Ils offrent des niveaux élevés de résistance à la fracture, sans oublier qu’ils favorisent l’ostéointégration (récupération plus rapide).
Le titane est connu pour être un métal inerte grâce à un film d’oxyde protecteur qui se forme lorsqu’il est exposé à l’oxygène (qui se produit naturellement). Ce métal résiste aux dommages causés par les fluides corporels et les tissus, ce qui signifie qu’il n’est pas rejeté par notre corps.
Pour cette raison, vous verrez du titane utilisé pour fabriquer des plaques de crâne, des articulations du coude et du genou, et même des côtes. Les vis à os, les agrafes et les câbles peuvent être en titane. Tous les implants orthopédiques en titane offrent un excellent support pour les fractures, facilitant le processus de fixation.
Développement d’un nouvel alliage de titane pour les implants orthopédiques
Les alliages de titane bêta ont longtemps été au centre des implants orthopédiques en raison de leur bonne formabilité et de leurs excellentes propriétés mécaniques. Ils ont une résistance étonnante à la corrosion, ainsi que des niveaux élevés de résistance mécanique et à la fatigue.
L’une des principales raisons d’utiliser des alliages de titane bêta pour les implants orthopédiques est leur faible module d’élasticité. Récemment, un nouvel alliage bêta, Ti-35Nb-7Zr-5Ta, a été développé pour de telles applications. Produit par métallurgie des poudres, cet alliage a une structure poreuse et constitue un choix approprié pour une ostéointégration réussie.
Système d’ongle élastique en titane pour les fractures pédiatriques des os longs
Le Titanium Elastic Nail System (TEN) est conçu pour réparer les fractures diaphysaires des os longs. Ces os ont des canaux médullaires étroits, il est donc important de pouvoir utiliser des implants flexibles. Dix est l’option préférée car elle réduit le risque de complications.
Un avantage majeur de l’utilisation d’un système d’ongle élastique en titane est la stabilisation postopératoire immédiate. Cela permet une mobilisation précoce de la partie concernée, permettant au patient de reprendre ses activités normales en moins de temps. De plus, cet implant orthopédique a un faible taux de complications et est une procédure mini-invasive.
Il peut être utilisé pour les fractures pédiatriques chez les enfants de 5 à 14 ans. Ce système est sûr et fiable et recommandé pour les os longs. Le temps d’intervention est court, la récupération est rapide et l’effet fonctionnel est bon.
Grâce à TEN, les patients peuvent supporter du poids tôt et guérir rapidement avec une perturbation minimale de la croissance osseuse. Il convient également de mentionner que le système de clou élastique en titane peut être utilisé pour de telles fractures, quel que soit leur emplacement ou leur motif.
Nervure en titane de prothèse extensible verticalement
La nervure prothétique en titane est un dispositif innovant conçu pour stabiliser la colonne vertébrale et les côtes avec deux déformations de la paroi thoracique pédiatrique. La tige métallique incurvée est conçue pour améliorer la respiration et est également recommandée pour la scoliose sévère. Les experts médicaux ont également utilisé des côtes de titane chez les enfants qui ont besoin d’une reconstruction thoracique après une chirurgie du cancer, y compris l’ablation de plusieurs côtes.
Les enfants diagnostiqués avec le syndrome d’insuffisance thoracique peuvent également bénéficier de côtes prothétiques en titane. L’appareil redresse la colonne vertébrale et sépare les côtes, permettant aux poumons de se dilater plus efficacement dans l’espace nouvellement créé. De plus, il stabilise le diaphragme, le muscle utilisé pour respirer.
La nervure prothétique en titane est adaptée à chaque enfant et à ses besoins. Il est important de comprendre que l’appareil est extensible; au fur et à mesure que l’enfant grandit, de nouvelles interventions seront faites pour augmenter la longueur.
Les nanotubes de titane permettent une ostéointégration plus efficace
Les nanotubes de titane peuvent améliorer l’ostéointégration des implants orthopédiques tout en réduisant le risque de colonisation bactérienne. À la lumière de cette découverte, les chercheurs ont amélioré la surface des implants en titane avec des nanotubes de titane.
Les implants orthopédiques traités avec des nanotubes de dioxyde de titane assurent une ostéointégration plus efficace. Ainsi, la liaison entre l’implant et l’os est renforcée. Chez les patients recevant cet implant, la prise de poids précoce était excellente.
Alliages de titane revêtus de graphène - ostéogenèse et ostéointégration plus efficaces
Le revêtement des alliages de titane avec du graphène pourrait en fait améliorer leur bioactivité de surface, ce qui favoriserait davantage les processus efficaces d’ostéogenèse et d’ostéointégration. Le revêtement de graphène améliore la biocompatibilité des alliages de titane, favorise la régénération du tissu osseux et améliore l’intégration os-implant.
Le graphène est un matériau de nano-revêtement innovant qui peut favoriser la bioactivité des alliages de titane et faciliter les processus mentionnés ci-dessus. Ces implants orthopédiques ont une résistance mécanique et une ténacité à la rupture élevées, une résistance à la corrosion et une biocompatibilité à 100%.
La dernière phrase
En conclusion, le titane est un excellent choix pour les implants orthopédiques car il est solide, résistant à la corrosion et biocompatible. Les chercheurs travaillent constamment au développement d’appareils innovants, chacun adapté aux besoins ultérieurs. À l’avenir, le titane sera utilisé plus fréquemment, car les médecins s’intéressent aux implants orthopédiques qui peuvent résister plus longtemps sans être rejetés par le corps.
