Brevet FR2466982A1 — publié le 19810417

L'invention concerne une matière première pour prothèses osseuses, constituée par un noyau en une résine thermo- durcissable renfo;cée avec des fibres, servant d'élément por- teur, pourvu d'une couche superficielle, renforcée avec des fibres, qui est compatible avec le corps humain, sans risque de reJet. Il ost connt! d'utiliser comme subztitlt povi les os humains, par exemple pour lartioxation do!a han:e des alliages métallilaes o. des pî'c' i ço am 1:qp d9alreine ainsi qu'une combinaison de cos de,% ts1 a.: e o Don a proposé déjà à cet eOffLe, des nsemb!es en ta2!. et re pleas- tique ainsi que, plus dostm, e b3ae de earone ou de graphites 1 ss tze il, oui Oo o"_.à9' se* ooze:O: 6menss de soutien ou de jGo eino7. e1 oa dc, 'fPsa::', do.s; d, 3 O31" 1 'i ou des alliages métal!iepzso les J-C2,!O a -, C0-ena '3'e' utilisations prénte t>,J c, j. lt1 seubstitnt ds 1'os d,; a 7 a.sieulc::'io, de Vis5,.eLeo.:EabPiiue par exemple la tîe tu lA" - -A 2O seulement, Pour la, M'',új{.... '. '", rencedee alliages'aqtii de Dermz(:lds, ,. ... - ce peut aussi 4tra fa.c.,d -of!aZi:.., P. e,.oe deo la hanc-e, on xAU,;oi o? a e_'. ( aor-y,' l t- bièrese T'our fizl 12 la ?U'ZC c jD x ' d eore jusqu'ici, Le p lv'S. _. _ _", Ce d6compose au couts 4 ' rele s' _ amz,_D les, le -:;eor s e, tachent. Plus re ammen,.* e ?l t.,. u...aC _. f.. fixation, qui n'a tau'.of ? C, r 3 -s'A y-5- ",. pletr cipaleme!ni; la.. Cig.,-,,rea::-fsOS,C: _ -:;,'', C-.j-e!..... 4i!aS'tiCî;e dco os- 1'6;,.rs....:::,:,: L' ",pPa.e O,;,e ? A.s '@o.: -_;. c,.,9 --_.- '12i -s_ V' î JL 3 T'Z;nt:.Z.OF.?$: %,8,, A':q 3 ? C,, _, il...-. -....-2,Ef,,,e a?bAf;?__.,S ^ l,c_',A%k?:-3/;1-" _':-2'-:,?::L:t.-': O';!::...... _,;52!.} ?:' ; j?..:7 s*,.:' ,;m:-7 [f g,f -,j. 09 =-;0.....-.... - a_;2 52-2XçNritj lqz f 'flo;,t, '- i-?y ii ' f -| i - ? A '? 2:'{o'' Ae, Cf' ó,A'1:}.?.,.gÂt. -.:,.,... 2.- les matières plastiques pures ont une résistance trop faible à la traction, à la flexion, aux flexions alternati- ves et au fluage pour qu'on puisse les mettre en oeuvre dans les cas d'utilisation envisagés ici. On connait aussi une matière première qui est constituée par un noyau en matière thermo-durcissable renforcée avec des fibres, servant d'élément porteur, et comportant un revêtement superficiel compatible avec le corps, ce revêtement superficiel étant fait de polyéthylène ou d'une matière thermo- plastique que l'on considère Jusqu'ici comme la matière plasti- que qui est la plus compatible avec le corps. Tout particulière- ment en ce qui concerne le comportement à l'insertion dans les tissus, on constate que, si l'on utilise du polyéthylène comme couche superficielle sur une matière ou une pièce de ce genre, il se forme fréquemment une couche plus ou moins forte de tissu conjonctif que l'on doit considérer comme pouvant être l'origine supplémentaire d'un détachement de l'implant. L'i.aventibn a pour objet une matière première caractérisée en ce que le noyau et la couche superficielle sont constitués tous les demux en résine de triazineo Cette matière présente, par rapport aux précéden- tes, l'avantage de n'avoir fait apparaître, après une durée d'im- plantation de douze mois, encore aucun effet défavorable en ce qui concerne la compatibilité avec le corps. Surtout, on a pu constater une totale croissance du tissu osseux sur l'implant sans couche intermédiaire. De plus, on peut renforcer la résine de triazine avec des fibres de carbone, de sorte que l'on peut fabriquer une matière très résistante mais dont, cependant, on peut faire varier la résistance. pela permet d'adapter la confi- guration des endoprothèses, en particulier des endoprothèses de l'articulation de la.hanche, d'après des considérations bio- mécaniques, c'est-à-dire d'adapter la rigidité de la prothèse à la rigidité propre de l'os et à la configuration de l'ensem- ble de façon qu'il ne se produite, dans les os subsistants, au- cune tension nuisible qui pourrait entraîner une dégradation de l'os. Les résines de triazine qui sont identiques aux résines de cyanate ont déjà été utilisées comme noyau porteur sous la forme renforcée avec des fibres mentionnée plus haut. Il régnait toutefois parmi les personnes compétentes, en général, a.- cette conception que cette résine appartenant à la classe des matières thermo-durcissables ne présentait pas une compatibilité suffisante avec le corps, car les matières thermodurcissables pouvaient toujours émettre des substances qui entraîneraient une déficience de la compatibilité avec le corps. On a été toutefois surpris de constater que ce préjugé contre les thermo-durcissa- bles en général, et les triazines en particulier, qui était gé- néralement admis, n'est pas exact, et que surtout la résine de triazine renforcée avec des fibres de carbone présente bien plu- t8t une exceptionnelle compatabilité avec le corps humaine En prenant différentes mesures décrites plus loin, on peut apporter aux matières indiquées ci-dessus différen- tes améliorations utiles, Il est particulièrement avantageux d'assurer le renforcement de la résine triazine avec des nappes de fibres de carbone dans lesquelles les fibres présentent des orientations différentes. Cela permet d'adapter remarquablement les propriétés mécaniques de la matière aux propriétés des os. Les fibres de renforcement seront constituées par du carbone ou d'autres substances à haute résistance, et se présenteront sous forme de nappes, On pourra toutefois mettre les fibres en oeuvre sous la forme d'une combinaison de fibres longues et de fibres en nappe. l'invention sera mieux comprise en regard de la description ci-après d'un mode de réalisation de l'invention, donné uniquement à titre d'exemple. On imprègne une nappe de fibres de carbone dans laquelle les fibres sont orientées dans divers sens avec une résine liquide de triazine, par exemple la Triazine A de la Pirma Bayer A.G., dissoute dans l'acétone (70 % en poids de ré- sine et 30 % en poids d'acétone)o On roule la nappe imprégnée sur ellemôme et on la façonne de telle façon qu'elle prenne grossièrement les contours de la pibe moulée que l'on chercbe à obtenir. Cette pièce préformée est ensuite placée dans un mou- le constitué de deux parties par exempleo On prAte attention à ce sujet à ce que le volume total de la pièce préforée soit un peu plus grand que le wlume du moule complètement fermés et que ce moule comporte au moins uns ouverture par oh puisse sortir l'texcès de résine quand on sarrera ensemble les deux parties du moule. On chauffe ensuite le moule contenant la pièce prémoulée à environ 1600C, et on presse les deux moitiés du moule l'une sur - l'autre. Après refroidissement, la résine de triazine est durcie de sorte qu'après enlèvement de la pièce du moule, la pièce mou- lée se présente sous la forme d'une matière stratifiée bien cohé- rente dont la surface aussi bien que le noyau, est constituée de résine triazine renforcée avec des fibres de carbone. La ma- tière présente une résistance à la flexion de plus de 600 N/mm2 et un module d'élasticité de 50 000 à 100 000 N/mm20 En faisant varier la longueur des fibres et leur orientation dans les nappes, on peut adapter dans une large mesure ces propriétés aux propriétés des os. - REVEND I O A T I0 N S 1.- Matière première pour prothèses osseuses, constituée par un noyau en résine thermodurcissable renforcée avec des fibres, servant d'élément porteur, pourvu d'une couche su- perficielle, renforcée avec des fibres, qui est compatible avec le corps humain sans risque de rejets marière caractérisée en ce que le noyau et la couche superficielle sont constitués tous les deux en résine de triazineo 2.- Matière première suivat la revendication 1, caractérisée en ce que les fibres zont des fibrles de carbone ou d'autres substances à lnie6e résistansce ayant iza module d'élasti- cité élevé. 3.o Matière suivant la revendication 2. caracté- risée en oe que les fibres $ont..ili. Sous la forme de nappes. 4.- Matière.e LsLveAt ls revendication 2o caracté- risée en ce que les fibres zont utilisées sous la forme d'unie combinaison de nappes et de fibres o e 5.- Matiès suivmt leune des revendications 3 et 4, caractérisée en ce que leis ibes prèsentent dans les nap- pes des orientations variéeSo -Matir e prea:i sui t lne queilonque des revendications 1 è 52 cazaosrs see e O!_ %u!le est mise en oeuvre pour la fabrication d% û,i su.bstitut d os eon particulier d'endoprothèses. 7. Matibre p re sui7îant l ue qu eleonque des revendications 1 à 6 c os e-n ce que: elle est la 1base d'éléments d'appui ou de jonction implantables a eG des résines de triazine.