Brevet FR2928828A1 — publié le 20090925

IMPLANT DE RESURFACAGE DU CARTILAGE La présente invention a trait au domaine de l'arthroplastie et plus particulièrement aux techniques réparatrices du cartilage articulaire. Le cartilage articulaire est soumis à des contraintes et des lésions dus à sa situation et à la fois chez les sujets jeunes par exemple en raison des sollicitations dues à la pratique d'un sport intensif ou chez les sujets âgés par exemple en raison d'affection comme l'arthrose il peut être endommagé et comme le cartilage articulaire possède une assez mauvaise capacité de régénération les dommages peuvent entraîner que l'os lui-même peut se retrouver exposé directement dans les zones de frottement des articulations entraînant des gênes allant jusqu'à l'immobilisation, des douleurs et une aggravation certaine. En dépit des avancées dans le domaine des matériaux et des innovations dans la réparation tissulaire, il n'existe pas de traitement satisfaisant ni de matériau susceptible de mimer de façon véritablement satisfaisante les extraordinaires propriétés du cartilage articulaire. La plupart des techniques actuelles conduisent à l'installation d'un tissu de réparation qui est essentiellement du fibrocartilage qui si il permet une amélioration clinique n'a cependant ni les propriétés mécaniques ni la composition du cartilage hyalin. Si les défauts sont trop importants et en cas de rechute et/ou de récidive le remplacement de la totalité du cartilage articulaire et son remplacement ou resurfaçage par des métaux, des matériaux plastiques comme le polyéthylène haute densité ou des surfaces portant des céramiques est tenté avec un succès relatif du aux mauvaises qualités élastiques de ces substituts et aux frottements et à l'usure induite par ceux-ci sur les autres extrémités articulaires. Ces substituts sont liés à l'os par ciment osseux et stimulation de la croissance osseuse ou par collage avec des colles polyméthacrylate de méthyle (PMMA). D'autres techniques moins destructrices et plus reconstructives sont également tentées et des techniques de greffes et d'implantation de chondrocytes autologues ont été développées et appliquées notamment avec des succès relatifs chez les sujets jeunes. Des transplantations de cartilage et d'os autologue sous forme de plots prélevés dans des zones articulaires du sujet soumises à peu de contraintes peuvent également être pratiquées. Parmi toutes les techniques de greffes ou de stimulation de la repousse certaines sont aujourd'hui approuvées par les autorités sanitaires et peuvent être complétées et stimulées par l'administration locale de facteurs de croissance et de différents produits susceptibles de limiter les risques de rejet et d'infection. Dans la plupart des cas les suites des greffes et la protection des zones ensemencées sont difficilement conciliables avec la nécessité de remobilisation rapide des sujets pour éviter les complications dues à une trop longue immobilisation. La présente invention permet la reconstruction du cartilage par resurfaçage tout en permettant les greffes et les implants et une recolonisation de la surface par du cartilage tout en permettant une remobilisation rapide des sujets en protégent le zones greffées. L'invention concerne un implant de resurfaçage du cartilage pour remplacer tout ou partie du cartilage articulaire caractérisé en ce qu'il est constitué en un matériau biocompatible dont le module d'élasticité est compris entre 20 et 25 GPa, ledit implant comportant au moins une lumière permettant la pose et le soutien d'au moins un plot. L'implant permet de pratiquer un resurfaçage qui permet une remobilisation rapide du sujet. Les lumières pratiquées dans la feuille dudit matériau permettent la mise en place des plots, des pions ou bouchons qui vont pouvoir être placés dans des cavités qui seront pratiquées dans les zones dans lesquelles une repousse doit être stimulée. Dans un mode de réalisation lesdits plots, pions ou bouchons seront placés de façon à ce que leur surface soit au même niveau que la surface de l'implant de manière à ce que la zone de contact articulaire présente une surface parfaitement plane et sans zone susceptible de créer des contraintes et de manière à ce que la surface des plots, des pions ou bouchons ne soit pas soumise à des contraintes lors de la remobilisation de l'articulation traitée. Dans un autre mode de réalisation, lesdits plots, pions ou bouchons seront placés de façon à ce que leur surface soit à un niveau inférieur à celui de la surface de l'implant de façon à ce que leur surface soit protégée et ne subisse pas de frottement Dans un autre mode de réalisation, lesdits plots, pions ou bouchons seront placés de façon à ce que leur surface soit en relief, c'est-à-dire à un niveau supérieur à celui de la surface de l'implant de façon à ce qu'il puisse subir les contraintes de l'articulation et protéger l'implant Ces différents modes de réalisation correspondent à des objectifs différents dans la reconstruction de l'articulation et à des natures de plots différents. En fonction de la nature de ces plots ceux-ci pourront avoir une forme cylindrique, tronconique ou parallèpipédique. En fonction des dommages et de la dégradation du cartilage articulaire, une résection totale ou partielle sera pratiquée pour un remplacement ou simplement recouvert pour le protéger et stimuler sa repousse par la pose desdits plots. Dans un mode de réalisation l'implant selon l'invention se présente sous forme d'une calotte sphérique. Dans un mode de réalisation l'implant selon l'invention est caractérisé en ce que le matériau est du carbone pyrolytique. Le carbone pyrolytique a des propriétés mécaniques extrêmement intéressantes pour son utilisation comme implant orthopédique. Son module élastique est voisin de celui de l'os cortical. Son utilisation comme implant articulaire dans la main et comme revêtement de valves cardiaques a permis d'établir qu'il est parfaitement biocompatible et qu'il ne provoque pas de réaction inflammatoire. De plus il permet une bonne fixation biologique, ne provoque pas de complication et la croissance cellulaire sur le carbone pyrolytique est considérée comme acceptable. Son module élastique compris entre 20 et 25 GPa pour une densité comprise entre 1,7 et 2,0 g.cm3 (pour l'os les valeurs respectives sont de 15 à 20 GPa et 2,0 g.cm3) élimine les contraintes et les nécroses observées avec les prothèses métalliques. Le carbone pyrolytique est obtenu par la décomposition thermique d'hydrocarbure gazeux à haute température par un procédé dit de Dépôt Chimique en phase Vapeur (CVD). Si théoriquement cette technique permet de déposer presque tous les éléments métalliques ou non métalliques sur de nombreux supports, le graphite possède les propriétés les plus intéressantes pour le dépôt de carbone pyrolytique, et plus particulièrement son coefficient d'expansion thermique. Pour produire des implants recouverts de carbone pyrolytique, un substrat en graphite est introduit dans une chambre qui est chauffée entre 1200°C et 1500°C, puis un gaz hydrocarbure comme le propane est introduit et la température extrême détruit les liaisons carbone hydrogène et permet le dépôt 4 des atomes de carbone sur le substrat en graphite. Des couches de 300 à 600 microns sont ainsi déposées sur des substrats. Les propriétés physiques et mécaniques du matériau obtenu sont entre celles du graphite et celles du diamant. Dans un mode de réalisation l'implant selon l'invention est caractérisé en ce que le matériau est du carbone pyrolytique déposé sur un substrat constituant un support, en graphite. Dans ce mode de réalisation un substrat en graphite est réalisé sous forme d'une feuille de graphite en forme de calotte sphérique comportant des lumières puis ledit substrat est soumis au procédé ci-dessus décrit pour obtenir un implant selon l'invention en carbone pyrolytique comportant un coeur en graphite. Dans ce mode de réalisation l'implant a une épaisseur comprise entre 1, 5 à 3, 5 15 mm. Dans un mode de réalisation l'implant selon l'invention est caractérisé en ce que le matériau est du carbone pyrolytique dépourvu de tout ou partie du substrat constituant le support. 20 Dans ce mode de réalisation, après le dépôt de carbone pyrolytique l'implant obtenu est usiné et creusé de façon à éliminer la couche inférieure de carbone pyrolytique et le graphite, de façon à obtenir une calotte composée uniquement d'une feuille de carbone pyrolytique Dans ce mode de réalisation l'implant selon l'invention aune épaisseur comprise 25 entre 0,5 et 1, 5 mm. Dans un mode de réalisation l'implant sera implanté sur une tête osseuse articulaire. Dans un mode de réalisation l'implant sera implanté dans une cavité glénoïde. L'implant est fixé sur l'extrémité osseuse par des colles biocompatibles comme les PMMA, la fibrine ou des ciments osseux. L'invention concerne également un kit pour le resurfaçage du cartilage 35 comprenant au moins un implant selon l'une quelconque des revendications précédentes et au moins un plot. 30 Selon l'invention le plot se présente sous forme d'un cylindre à section circulaire destiné au traitement des lésions du cartilage. Dans un mode de réalisation le plot est constitué d'un biomatériau comportant un principe actif biologique ou pharmaceutique choisi dans le groupe constitué par les facteurs de croissance, les principes actifs pharmaceutiques, et/ou les extraits tissulaires seuls ou en mélange. Dans un mode de réalisation, le biomatériau est choisi parmi les hydrogels comme les polysaccharides, les polymères biocompatibles comme les polyuréthanes, les polymères d'acide lactique (PLLA) ou les polyhydroxylalcanoates (PHA) sous forme de structures souples, les dérivés de collagène seuls ou en combinaison. Pour stimuler la régénération tissulaire les plots peuvent comprendre des facteurs de croissance. Les plots peuvent également comprendre des principes actifs capables de traiter ou prévenir des pathologies ou des complications et de maintenir une asepsie sur le site implanté. Dans un mode de réalisation, les principes actifs pharmaceutiques sont choisis parmi les agents antiviraux et antibactériens. Les extraits tissulaires sont des extraits tissulaires biologiques vivants ou des cellules autologues allogéniques ou xénogéniques. Ces cellules seront choisies de préférence parmi celles susceptibles de stimuler la régénération des tissus cartilagineux, par exemple des chondrocytes isolés et multiplés par des techniques connues de l'homme de l'art comme la culture cellulaire à partir de biopsie de cartilage. Dans un mode de réalisation les extraits tissulaires sont choisis parmi les cellules autologues, allogéniques ou xénogéniques appartenant à la lignée des chondrocytes ou des cellules progénitrices de chondrocytes. L'invention sera mieux comprise à la lumière des modes de réalisation illustrés sur les figures qui sont des dessins schématiques représentant à titre d'exemple non limitatifs différents modes de réalisation. La figure 1 représente un implant selon l'invention en carbone pyrolytique. La figure 2 représente un kit selon l'invention en situation sur une extrémité articulaire. La calotte représentée à la figure 1, est constituée d'une feuille de carbone pyrolytique 1 comportant des lumières 2. Lesdites lumières 2, sont réalisées par exemple par usinage dans le substrat en graphite avant que celui-ci ne soit soumis au procédé de dépôt de carbone pyrolytique. L'extrémité humérale représentée à la figure 2, est une coupe qui permet de mettre en évidence l'implant constitué de la feuille en carbone pyrolytique 1, selon l'invention et les plots 3 dans les lumières 2, c'est à dire un ensemble constituant le kit selon l'invention en situation après implantation. REVENDICATIONS 1. Implant de resurfaçage du cartilage pour remplacer tout ou partie du cartilage articulaire caractérisé en ce qu'il est constitué en un matériau biocompatible (1) dont le module d'élasticité est compris entre 20 et 25 GPa, ledit implant comportant au moins une lumière (2) permettant la pose et le soutien d'au moins un plot (3). 2. Implant selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'implant se présente sous forme d'une calotte sphérique. 3. Implant selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau est du carbone pyrolytique. 4. Implant selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le matériau est du carbone pyrolytique déposé sur un substrat constituant un support. 5. Implant selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau est du carbone pyrolytique dépourvu de tout ou partie du substrat constituant le support. 6. Implant selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le substrat constituant le support est du graphite. 7. Implant selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que l'implant a une épaisseur comprise entre 1, 5 à 3,5 mm. 8. Implant selon l'une quelconque des revendications 1 ou 5 caractérisé 30 en ce que l'implant a une épaisseur comprise entre 0,5 et 1, 5 mm. 9. Implant selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que lesdits plots (3), sont placés de façon à ce que leur surface soit au même niveau que la surface de l'implant. 10. Implant selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que lesdits plots (3), sont placés de façon à ce que leur surface soit à un niveau inférieur à celui de la surface de l'implant. 35 8 11. Implant selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que lesdits plots (3), sont placés de façon à ce que leur surface soit à un niveau supérieur à celui de la surface de l'implant. 12. Implant selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que lesdits plots (3) ont une forme cylindrique. 13. Implant selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce 10 que lesdits plots (3) ont une forme tronconique. 14. Implant selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que lesdits plots (3) ont une forme parallèpipédique. 15 15. Implant selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que lesdits plots(3) sont constitués d'un biomatériau comportant un principe actif biologique ou pharmaceutique choisi dans le groupe constitué par les facteurs de croissance, les principes actifs pharmaceutiques, et/ou les extraits tissulaires seuls ou en mélange. 20 16. Implant selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le biomatériau est choisi parmi les hydrogels comme les polysaccharides ou les polymères biocompatibles comme les polyuréthanes. 17. Implant selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que les principes actifs pharmaceutiques sont choisis parmi les agents antiviraux et antibactériens. 30 18. Implant selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que les extraits tissulaires sont choisis parmi les cellules autologues, allogéniques ou xénogéniques appartenant à la lignée des chondrocytes ou des cellules progénitrices de chondrocytes. 35 19. Kit pour le resurfaçage du cartilage comprenant au moins un implant selon l'une quelconque des revendications précédentes et au moins un plot (3). 25 20. Kit selon la revendication 15, caractérisé en ce que le plot (3) se présente sous forme d'un cylindre à section circulaire. 21. Kit selon l'une des revendications 15 ou 16, caractérisé en ce que le plot (3) est constitué d'un biomatériau comportant un principe actif biologique ou pharmaceutique choisi dans le groupe constitué par les facteurs de croissance, les principes actifs pharmaceutiques, et/ou les extraits tissulaires seuls ou en mélange. 22. Kit selon l'une des revendications 15 à 17, caractérisé en ce que le biomatériau est choisi parmi les hydrogels comme les polysaccharides ou les polymères biocompatibles comme les polyuréthanes 23. Kit selon l'une des revendications 15 à 18, caractérisée en ce que les principes actifs pharmaceutiques sont choisis parmi les agents antiviraux et antibactériens. 24. Kit selon l'une des revendications 9 à 11, caractérisé en ce que les extraits tissulaires sont choisi parmi les cellules autologues, allogéniques ou xénogéniques appartenant à la lignée des chondrocytes ou des cellules progénitrices de chondrocytes.