Les Européens font progresser la technologie des implants osseux
Les chercheurs européens travaillent sans relâche en vue de développer systématiquement de nouvelles technologies. La technologie médicale et les implants osseux sont les domaines vers lesquels la recherche s'est tournée. Une équipe de chercheurs de l'institut Fraunhofer de génie industriel et de recherche appliquée sur les matériaux a développé un programme de simulation pouvant calculer la structure interne et la densité de distribution du tissu osseux. La production d'implants osseux au moyen d'une structure similaire à un os naturel est relativement aisée. La première étape de fabrication consiste à calculer la structure interne de l'os ainsi que sa porosité. Ensuite, il faut «cuire» l'implant à partir d'une poudre de métal. La seconde étape se passe dans une machine de prototypage. Les chercheurs travaillant sur la fabrication d'implants osseux se sont inspirés de la nature et de ses ressources, après avoir étudié la structure de l'os et sa composition. Les os sont légers, mais ont cependant la capacité de supporter de lourdes charges. En outre, le tissu interne de l'os est spongieux, mais également solide et compact à certains endroits. Dans ce contexte, l'équipe de l'institut Fraunhofer s'est fixé l'objectif de mettre au point une structure osseuse légère, en vue de trouver une solution pour «imiter la nature». Les chercheurs ont développé avec succès un programme de simulation qui indique la manière dont la structure osseuse peut être fabriquée afin de satisfaire aux exigences requises. Ces progrès technologiques donnent aux ingénieurs les moyens de produire des composants complexes à l'aide de la technologie rapide de prototypage. Le procédé consiste à recouvrir une surface de fines couches d'une poudre métallique spéciale. Un rayon laser fritte (il chauffe sans faire fondre) des minerais ou des métaux poudreux en une masse cohérente là où la structure doit être solide. «C'est un peu comme lorsqu'on cuit un gâteau», explique Andreas Burblies, un représentant de la section de simulation numérique de produits et d'alliances de processus du Fraunhofer. «Le produit fini se révèle être un matériau poreux.» Les particules de poudre qui ne se sont pas soudées sont alors éliminées. «Chaque point possède exactement la bonne densité et par conséquent, la même stabilité», ajoute-t-il. Les ingénieurs peuvent désormais fabriquer des composants légers sur mesure pour chaque application. Par conséquent, ces composants pourront également supporter d'importantes charges. L'équipe de recherche a également donné aux ingénieurs les moyens de modifier la structure interne de certaines parties lorsqu'elles sont fabriquées à l'aide d'une technique de perçage précise. «Nous pouvons fabriquer et adapter les parties comme il le faut», comment M Burblies. D'après les experts, la fabrication d'implants pour les êtres humains possédant une structure interne similaire à celle d'un os n'est pas une tâche impossible à réaliser. Les poudres de métaux basées sur les biomatériaux, telles que les alliages d'acier et de titane, ont énormément facilité la tâche des ingénieurs, car la reconstruction d'un élément osseux est ainsi simplifiée. Ces techniques innovantes pourront être appliquées dans plusieurs domaines, notamment la fabrication d'implants osseux, mais également l'industrie de l'aéronautique et de l'automobile.
Pays
Allemagne