Brevet FR2823674A1 — publié le 20021025

même diamètre, vertical par rapport au carter (32). DESCRIPTION Les substituts osseux sont des pro duits très demandés en chirurgie osseuse. Ils sont utilisés en effet dans de nombreux types d'interventions: en traumatologie pour les reconstructions de fractures, en orthopédie en tant qu'éléments de comblement, ou comme implants de fusion intersomatique du rachis, pour des ostéotomies d' addition et pour les reconstructions maxillo-faciale... Plusieurs matériaux sont utilisés: aujourd'hui dominent, d'une part le métal (alliage de titane) complété généralement par des greffons osseux et, d'autre part, des blocs de céramique biodégradable à base de o calcium, comme l'hydroxyapatite et/ou le phosphate tricalcique. Les implants en métal sont très utilisés comme cages de fusion intersomatique du rachis. En effet, seul le métal permettait jusqu'alors de résister aux fortes contraintes vertébrales (pressions ou torsions) et de conserver l'espace, ou interligne, inter-osseux requis par le protocole opératoire. Pourtant, ces implants métalliques répondent très mal aux besoins de comblement: ils ne sont pas dégradables et peu réhabitables. Le métal ne peut étre utilisé qu'en formes creuses, remplies de greffons osseux sans lesquels la fixation et la fusion intersomatique ne peuvent survenir. Or, le prélèvement des greffons osseux, effectué sur le patient, o génère des douleurs importantes et rémanentes. De plus, les implants métalliques, méme s'ils sont recouverts d' hydroxyapatite, présentent de s risques sérieux de métallose et d' impaction dans les parois osseuses. Enfin, la mise en place de ces implants nécessite généralement la pose d'une plaque métallique vissée, rigidifiant les segments osseux entre eux. C'est pourquoi la recherche s'est orientée vers des éléments bio- résorbables à base de phosphate de calcium, phosphate tricalcique et hydroxyapatite. Ces matériaux sont tout d'abord mis en forme par coulage ou pressage, puis frittés, pour donner des céramiques o dégradables, réhabitables et utilisables en comblement et reconstruction. Cependant, sur les faces en contact, la repousse osseuse demeure limitée à moins de 3 mm, méme sur l'os autologue. La partie centrale de l'implant, ne pouvant être réhabitée, demeure molle et peut s'affaisser, entranant l'instabilité de l'assemblage et l' échec de l' opération. Ces substituts procurent donc des résultats limités à terme, tant en reconstruction qu'en fusion. 2 r Enfin, ni le métal, qu'il soit creux ou poreux, ni les matériaux calciques biodégradables ne permettent de réaliser des implants de taille imp ortante destinés, entre autres, aux corporectomies (remplacement d'hémi-vertèbres dans le cas de tumeurs et accidents de la colonne s vertétrale). Quant aux tentatives de mise au point de cales malaxées en ciment orthopédique (résine méthylmétacrylate), elles se sont soldées par un échec en terme de fusion comme de stabilité. .... La présente invention a pour but de produire des substituts osseux et o implants, alliant les qualités du métal et des matériaux biorésortables, sans leurs inconvénients. Plus précisément, la présente invention a pour objet la production industrielle de substituts osseux et implants en céramique, d'origine réellement synthétique, offrant une inertie biochimique et une porosité de 50 à 60% en volume pour des pores de s taille variant de 200 à 600 m, compatibles avec une réhabitation rapide par les ostéocytes et capables de supporter sans rompre, pour des épaisseurs de 5 à 30 mm, des pressions supérieures à 40 MPa au cm2, soit une résistance à la compression doublée par rapport au standard. Elle résulte de la modification et de l'amélioration du procédé de o fabrication des céramiques poreuses, ainsi que de son application au - domaine médical. La céramique poreuse était jusqu'alors obtenue en utilisant le procédé de fabrication par imprégnation d'un matériau porogène (type mousse), procédé décrit dans le brevet N 904008430 du 28/03/90, tombé dans le domaine public. La seule application industrielle notoire était dans le domaine de la filtration. Ce procédé de fabrication comprend quatre phases: tout d'abord, l'imprégnation du matériau porogène par une suspension de particules céramiques (alumine, zircone ou autres matériaux blocompatibles...) so avec différents additifs organiques (phase A), suivie d'un séchage en étuve (phase B); ensuite, l'élimination de la mousse et des constituants organiques de la suspension par un traitement thermique à basse température, inférieure à 700 C (phase C), puis un frittage à une température supérieure à 1500 C (phase D). Dans la présente invention, après la mise en _uvre des deux premières phases telles que décrites ci-dessus (phases A, B), la pièce céramique poreuse est pré-frittée à une température supérieure à 1200 C, ce qui lui confère une cohésion supérieure (phase C'). Le cycle se - 2823674 . poursuit par un trempage de la pièce dans une suspension plus concentrée en particules céramiques (ph ase E). La viscosité de cette suspension concentrée est contrôlée grâce à divers auxiliaires organiques (liants, plastifiants, dispersant), pour être adaptée à une imprégnation s homogène de la pièce poreuse préfrittée. Après un nouveau séchage en étuve (phase B') et pyrolyse des auxiliaires organiques de la suspension (phase C), la pièce céramique est enfin frittée à une température supérieure à 1600 C suivant un cycle adapté (phase D'). Ce procédé de sur-imprégnation, caractéristique de la présente o invention, renforce les propriétés mécaniques de la céramique frittée et multiplie sa résistance par un coefficient 2, notamment la contrainte à la rupture en compression. Dès lors, l'invention permet de fabriquer et de mettre à la disposition des praticiens des implants en céramique poreuse dont les avantages sont les suivants: À formes: anatomique, sur mesure, ou de série, À matériau: bio-inerte, non dogradable et réhabitable, À porosité: contrôlée, À résistance à la compression: supérieure à 40 MPa. L'invention autorise la fabrication de nombreux substituts osseux et implants tels que: À blocs de corporectomie, À cages ou cales intersomatiques du rachis cervical ou lombaire, À cales d'ostéotomie, À cales de dérotation, de rattrapage, de valgisation, À blocs de reconstruction et de comblement, À broches et pivots de fixation et d'arthrodèse, À blocs d'arthrodèse assurant le maintien de l'espace naturel ou interligne intersomatique, À implants spéciaux de reconstruction: plancher et plafond d'orbite, À bouchons de craniotomie, À implants de comblement et plaques de réhabitation maxillo faciale. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication de pièces en céramique inerte (fig. l), d'une porosité en volume de 50 à 60%, de taille de pores de 200 à 600 m (fig.2), d'une résistance à la ropture en compression double du standard, allant de 40 à MPa au cm2, caractérisé en ce que la céramique poreuse, obtenue par imprégnation d'une mousse, est préfrittée à plus de 1200 C, puis surimprégnée par une suspension concentrée de particules céramiques, avant d'être refrittée à plus de 1600 C. 2. Procédé suivant la revendication 1 caractérisé en ce que la suspension peut être composée de particules céramiques d'alumine, de o zircone ou autres matériaux biocompatibles et de différents adjuvants. 3. Procédé, selon les revendications let 2 caractérisé en ce qu'il permet de réaliser des implants ou substituts osseux en céramique poreuse pour le rachis: blocs de corporectomie (fig.3), cages et cales intersomatiques cervicales (fig.4 et fig.5) ou lombaires (fig.6). 4. Procédé selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il permet de fabriquer des implants en céramique poreuse de reconstruction maxillo-faciale: plaques, blocs de comblement de sinus, bouchons, planchers et plafonds d'orbite (fig. 7 et fig 8)... 5. Procédé selon les revendications let 2, caractérisé en ce qu'il o permet de fabriquer des coins d'ostéotomie (fig.9), des cales de valgisation, des cales de dérotation ou de rattrapage (fig.10) 6. Procédé selon les revendications let 2 caractérisé en ce qu'il