Brevet FR2833495A1 — publié le 20030620

La présente invention a pour objet un procédé de revêtement pour prothèse métallique destinée à être implantée dans un corps et le revêtement lui-même. On connaît actuellement de nombreux procédés de revêtement de prothèses métalliques et notamment de prothèses en alliage de titane implantables dans le corps humain. Toutefois, après quelques années suivant l'implantation de la prothèse, de nombreux débris se détachent de la surface des prothèses par usure et forment des corps étrangers microscopiques qui sont difficilement acceptés par l'organisme et entraînent le descellement des prothèses dans l'os. Pour limiter le grippage des prothèses sur l'os au cours du temps on a proposé d'anodiser la matière métallique de la prothèse et de réaliser des dépôts d'hydroxyapatite par torche sous plasma. Cependant, si ces deux techniques ont nettement amélioré l'ostéointégration à court et moyen terme, de nombreux problèmes de descellement surviennent encore à partir de la sixième à la dixième année post-opératoire conduisant les chirurgiens à intervenir à nouveau ce qui entraîne des gênes douloureuses pour les patients. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients en proposant un procédé de revêtement d'une prothèse métallique permettant d'améliorer la solidarisation de la prothèse à l'os au cours du temps et sa longévité. Le procédé de revêtement d'une prothèse en titane selon la présente invention consiste essentiellement : - à réaliser un traitement de la surface métallique de la prothèse à l'aide d'un carbone amorphe qui est diffusé dans le métal par le dépôt d'une couche de carbone polycristallin puis, - à réaliser un dépôt de fluoroapatite sur la couche de carbone polycristallin suivi d'un dépôt d'hydroxyapatite, TCP ou autres carbonates de calcium. Conformément à l'invention le dépôt d'hydroxyapatite sur la couche de carbone polycristallin sera effectué de préférence par la technique de pulvérisation en phase vapeur (PVD) de manière à obtenir une couche très dense liée physiochimiquement au carbone polycristallin afin d'obtenir une meilleure ostéointégration à court et moyen terme. Les avantages et les caractéristiques de la présente invention ressortiront plus clairement de la description qui suit et qui se rapporte au dessin annexé, lequel en représente un mode de réalisation non limitatif. - la figure la représente une vue en coupe schématique de la zone de liaison entre l'os et une prothèse comportant un revêtement de base, à l'implantation. - la figure 1b représente une vue en coupe schématique de la zone de liaison entre l'os et une prothèse comportant un revêtement selon la présente invention, à l'implantation. - la figure 2a représente une vue en coupe schématique de la zone de liaison entre l'os et une prothèse comportant un revêtement de base après une période de 3 à 5 ans suivant son implantation. - la figure 2b représente une vue en coupe schématique de la zone de liaison entre l'os et une prothèse comportant un revêtement selon la présente invention après une période de 3 à 5 ans suivant son implantation. - la figure 3a représente une vue en coupe schématique de la zone de liaison entre l'os et une prothèse comportant un revêtement de base après une période de 8 à 12 ans suivant son implantation. - la figure 3b représente une vue en coupe schématique de la zone de liaison entre l'os et une prothèse comportant un revêtement selon la présente invention après une période de 3 à 5 ans suivant son implantation. Si on se réfère à la figure la on peut voir une tige 1 de prothèse de base constituée en un métal de base permettant la fixation de la prothèse à un élément osseux 2 de l'organisme. La tige 1 de la prothèse qui est solidarisée à l'os 2 et bloquée contre celui-ci est revêtue d'une couche d'oxyde de titane 10 qui durcit légèrement sa surface tandis qu'une couche 11 plus ou moins poreuse d'hydroxyapatite recouvre par accrochage mécanique, du fait des aspérités, la couche d'oxyde de titane 10. La figure 1b montre une tige 1 de prothèse en titane comportant un revêtement selon la présente invention, laquelle tige 1 est traitée avec une couche de carbone amorphe 11 qui diffuse dans le métal 12 de la prothèse et qui est recouverte d'une couche de carbone polycristallin 13 qui diffuse dans la couche de carbone amorphe 11. La couche de carbone polycristallin 13 est recouverte d'une couche formée par un dépôt de fluoroapatite 14 et par un dépôt d'hydroxyapatite 15. Le dépôt d'hydroxyapatite peut être remplacé par un dépôt de TCP ou autres carbonates de calcium. Le dépôt d'hydroxyapatite 15 et le dépôt de fluoroapatite 14 sont effectués de préférence par la technique PVD de manière à obtenir une couche très dense, liée physiochimiquement au carbone polycristallin, permettant d'obtenir une meilleure ostéointégration à court et moyen terme de la prothèse. A ce stade la tige métallique 1 est alors parfaitement bloquée dans l'os 2. Si on se réfère maintenant aux figures 2a et 2b on peut voir que l'hydroxyapatite d'une prothèse classique (figure 2a) s'est se dissout rapidement au cours du temps, après 3 à 5 ans suivant son implantation, entraînant notamment l'apparition d'une légère fibrose 16 contrairement à l'hydroxyapatite 15 du revêtement d'une prothèse selon la présente invention qui se dissout plus lentement permettant à la prothèse de conserver un bon accrochage à l'os et de posséder une meilleure résistance à l'usure au cours du temps, améliorant nettement sa longévité par rapport aux prothèses comportant des revêtements classiques. En outre, du fait de la barrière créée par la couche de carbone polycristallin, il n'y a plus de relargage ionique ni d'abrasion du métal constituant la tige 1 de fixation de la prothèse à l'os. Si on se réfère maintenant aux figures 3a et 3b on peut voir qu'après environ 8 à 12 ans d'implantation dans l'organisme l'hydroxyapatite d'une prothèse classique (figure 3a) est totalement dissout tandis que dans le cas d'une prothèse comportant un revêtement selon la présente invention (figure 3b) une partie de l'hydroxyapatite 15 reste présent entre les cristaux de carbone polycristallin 13. En outre dans une prothèse implantée avec un revêtement selon la présente invention le fluorapatite est toujours présent et continue à assurer l'ostéointégration et évite la formation de fibrose 16 qui est importante dans le cas d'une prothèse comportant un revêtement classique. Par ailleurs on peut voir sur les figures 2a et 3a l'apparition de débris d'usure 17 du fait du frottement de l'os contre le métal de la tige. Le revêtement d'une prothèse selon la présente invention apporte donc les avantages suivants par rapport à une prothèse comportant un revêtement classique : - moins de douleurs à long terme pour le patient, - moins d'interventions chirurgicales liées aux descellements, diminuant d'autant les coûts d'interventions qui sont de plus en plus élevés à chaque opération supplémentaire, - possibilité de revêtir les tiges visées des implants dentaires - économie pour les caisses d'assurance maladie - possibilité d'intervenir sur des patients plus jeunes du fait de la réduction des problèmes de descellement. Revendications 1) Procédé de revêtement d'une prothèse métallique selon la présente invention caracrérisé en ce qu'il consiste : - à réaliser un traitement de la surface métallique de la prothèse à l'aide d'un carbone amorphe (11) qui est diffusé dans le métal (12) par le dépôt d'une couche de carbone polycristallin (13) puis, - à réaliser un dépôt de fluoroapatite (14) sur la couche de carbone polycristallin (13) suivi d'un dépôt d'hydroxyapatite (15). 2) Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le dépôt d'hydroxyapatite (15) et le dépôt de fluorapatite sont effectués par la technique PVD de manière à obtenir une couche très dense liée physiochimiquement au carbone polycristallin. 3) Revêtement selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il est constitué d'un dépôt de carbone amorphe (11), d'une couche de carbone polycristallin (13) recouvrant la couche de carbone amorphe (11), et d'une couche très dense recouvrant ladite couche de carbone polycristallin (13) formée d'un dépôt de fluorapatite (14) et d'un dépôt d'hydroxyapatite (15) TCP ou autres carbonates de calcium.