Brevet FR2566272A1 — publié le 19851227

La présente invention concerne de nouveaux implants chirurgicaux perfectionnés. Les implants réalisés jusqu'à présent étaient essentiellement métalliques, notamment en inox ou en titane. Pour des raisons liées en particulier a leur façonnage, il était intéressant de pouvoir utiliser d'autres types de matériaux afin de pouvoir préparer ces implants par usinage et non par moulage. Ces nouveaux matériaux sont essentiellement constitués par des composites carbone/résine. La seule résine ayant été mise en oeuvre industriellement dans ce type de matériau est un produit dénommé EPOXX, c'est-à-dire une résine de type époxy, qui présente un inconvénient majeur, elle possède une toxicité non négligeable, ce qui rend son application délicate dans les produits orthopédiques. Comme cela est décrit dans la demande de brevet français nO 83 19332, la Demanderesse a mis en évidence le fait que l'on pouvait utiliser pour la réalisation d'implants orthopédiques un nouveau type de matériau qui sera appelé ci-après "composite carbone/carbone" et qui peut etre préparé par une technologie qui sera rappelée brièvement ci-aprês. Ce composite carbone/carbone présente de nombreux avantages - il est parfaitement biocompatible puisqu'il ne comporte aucun autre élément que le carbone - il présente une densité très proche de la densité osseuse, ce qui permet d'éviter les effets inertiels provoqués par l'implant lorsque celui-ci est en un matériau très dense comme l'inox - enfin, son élasticité est très proche de l'élasticité de la substance corticale osseuse. On a pu ainsi obtenir une matière d'implants dont les propriétés mécaniques, chimiques et biochimiques se trouvent quasiment identiques à celles de l'os. Les premiers résultats observés avec les implants chirurgicaux réalisés en composite carbone/carbone ont été satisfaisants. Toutefois, on a pu constater le besoin,dans certains cas, d'obtenir, pour des pièces en frottement sur un corps dur, une amélioration de la résistance l'abrasion. C'est pourquoi la présente invention concerne des implants chirurgicaux perfectionnés comportant au moins une partie en frottement sur un corps dur, caractérisés en ce que ladite partie en frottement est rev8tue d'un composé choisi parmi le nitrure de titane, - le carbure de titane, - le carbure de silicium, - l'oxyde d'aluminium, - le bisulfure de molybdène. L'utilisation de ce type de revêtement présente de nombreux avantages dans le cadre des implants chirurgicaux. Ces différents produits, en particulier le nitrure de titane, sont des produits parfaitement mouillables, c'est-à-dire qu'in vivo les surfaces revêtues de nitrure de titane sont continuellement lubrifiées par les fluides biologiques, ceci va tendre à limiter l'usure des surfaces en cause. On a pu, en outre, constater qu'à la différence des implants chirurgicaux en matière métallique qui tendent à prendre des charges statiques, le composite carbone/carbone revêtu par du nitrure de titane ne tend pas à se charger électriquement, ceci est très important car on a pu mettre en évidence l'influence des charges statiques sur des nécroses sous implants chirurgicaux ainsi que des mauvaises reformations du cal par présence d'une charge électrostatique. Bien entendu, la propriété essentielle des nitrures de titane a été maintenue, à savoir une dureté telle qu'elle rend ce type de surface quasiment inusable. Comme cela a été décrit dans le brevet français mentionné précédemment, l'implant chirurgical par lui-même est de préférence usiné dans un bloc de carbone ; ce bloc de carbone est obtenu par densification de fibres de carbone par dépit chimique en phase fluide d'une matrice de pyrocarbone. De façon générale, le dépôt chimique de la matrice de pyrocarbone est effectué en phase vapeur. Les fibres de carbone sont organisées sous forme d'un empilement de tissus de carbone obtenu par carbonisation de fibres dJun polymère carboné, par exemple le polyacrylonitrile. Afin d'obtenir une structure tridimensionnelle isotrope, les empilements de tissus de carbone sont enfilés perpendiculairement au plan moyen défini par cet empilement par d'autres fibres de carbone qui viennent ainsi créer une structure tridimensionnelle. De façon générale, on préfère utiliser un composite carbone/carbone présentant une densité comprise entre 1,4 g/cm3 et 2 g/cm3. D'autres éléments complémentaires sur ce type de produit et sa préparation sont décrits dans le brevet français mentionné précédemment. Ce type de produit est commercialisé par la Société GV SYSTEMS, 33 rue Rameau - 94800 VILLEJUIF, sous l'appellation de Composite carbone/carbone sous différentes qualités correspondant à des masses volumiques pouvant varier entre 1,4 et 2. Le revêtement de nitrure de titane ou des différents autres composés mentionnés précédemment est effectué de préférence par déposition chimique et physique en phase gazeuse par des techniques qui sont actuellement connues. Toutefois, on a pu mettre en évidence l'influence du diamètre moyen des pores du bloc de composite carbone/ carbone sur la qualité du revêtement obtenu dans l'application particulière. I1 convient d'utiliser de préférence un bloc de composite carbone/carbone ayant un diamètre moyen des pores inférieur à 10 microns et de préférence inférieur à 5 microns. De même, afin que l'on puisse obtenir de bonnes surfaces de contact sur l'implant en cause, l'épaisseur du revêtement doit être comprise entre 5 et 15 microns. Compte tenu de la technologie mise en oeuvre, on a constaté qu'il était préférable, lorsque l'on a a effectuer le dépit en phase vapeur du produit tel que le nitrure de titane, d'effectuer un dépit en phase vapeur sur l'ensemble de l'implant chirurgical et de faire disparaltre ce revêtement aux endroits où il n'est pas désiré pour des problèmes de biocompatibilité. Ainsi, dans le cas d'une prothèse de hanche, seule la tête de prothèse nécessite un revêtement au nitrure de titane, alors qu'au contraire la partie inférieure doit être en carbone afin d'assurer une biocompatibilité maximum lorsqu'elle sera insérée dans le sommet du fémur. I1 est également possible de prévoir que les deux surfaces en contact seront revêtues, ainsi dans le cas d'une prothèse de hance on peut prévoir de revêtir aussi le cotyle. On peut, bien entendu, envisager de réaliser d'autres prothèses qui pourraient bénéficier de ce revêtement. I1 s'agit, par exemple, de prothèses articulaires tensio-métatarsiennes, par exemple au niveau du premier métatarse ; ou encore, il peut s'agir de prothèses de poignet avec pour objectif secondaire le remplacement total des pièces osseuses suivantes - semi lunaire - scaphoïde. Les essais réalisés jusqu'à maintenant ont montré que, par exemple dans le cas d'une prothèse pour hanche pour animal constituée d'une base en carbone/carbone poreux porosité d'environ 80 %) surmontée d'une tête de fémur traitée en surface par un plasma de revêtement de nitrure de titane, on obtenait des couples de frottement extrêmement faibles par rapport aux matériaux couramment utilisés. Ce qui est excessivement important de remarquer ctest que,grSce à la mise en oeuvre du composite carbone/ carbone qui peut être usiné, on devrait voir la réalisation d'un implant chirurgical standard qui pourra ensuite par un simple procédé homothétique permettre de réaliser des implants chirurgicaux sur mesure, sans la nécessité de préparer préalablement des estampes à partir de pièces de fonderie. REVENDICATIONS 1) Implant chirurgical perfectionné comportant au moins une partie en frottement sur un corps dur, caractérisé en ce que ladite partie en frottement est revetue d'un composé choisi parmi - le nitrure de titane, - le carbure de titane, - le carbure de silicium, - l'oxyde d'aluminium, - le bisulfure de molybdene. 2) Implant selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est usiné dans un bloc de carbone. 3) Implant selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il est constitué par un bloc de carbone obtenu par densification de fibres de carbone par dépôt chimique en phase fluide d'une matrice de pyrocarbone. 4) Implant selon la revendication 3, caractérisé en ce que les fibres de carbone sont des fibres de polyacrylonitrile. 5) Implant selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la densité du bloc de carbone est 3 3 comprise entre 1,4 g/cm3 et 2 g/cm3. 6) Implant selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le diamètre moyen des pores du bloc de carbone est inférieur à 10 microns 7) Implant selon la revendication 6, caractérisé en ce que le diamètre moyen des pores du bloc de carbone est inférieur à 5 microns. 8) Implant selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'épaisseur du revêtement est comprise entre 5 et 15 microns. 9) Implant selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le revêtement est effectué par déposition chimique et physique en phase gazeuse. 10) Implant selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il s'agit - d'une prothèse de hanche, - d'un cotyle, - d'une prothèse articulaire tensio-métatarsienne, - d'une semi lunaire, - d'un scaphoide. 11) Implant selon l'une des revendications 2 à 10, caractérisé en ce que le revêtement est en nitrure de titane.