Amélioration des prothèses orthopédiques
Les prothèses, en fonction de la composition du matériau qui les constituent, peuvent être soit bioinertes, soit bioactives et totalement résorbables. Certaines compositions de biocéramiques et matériaux composites ont la faculté de former une liaison directe solide avec l'os receveur. Ce phénomène est principalement dû à la formation sur leur surface d'une couche bioactive d'hydroxyapatite, un composé de phosphate de calcium, qui est le principal composant minéral des os. Un groupe d'universités et de sociétés européennes a mis au point une prothèse de genou de faible coût, qui présente une durée de vie plus longue et une meilleure ostéo-intégration. Diverses méthodes de traitement de surface au laser de grande puissance ont été étudiées avant qu'un revêtement bioactif présentant une bonne adhérence ne soit produit. Pour l'essentiel, le revêtement en phosphate de calcium obtenu assure une interface calibrée entre le substrat de titane et un revêtement en titanate de calcium, dont la surface extérieure est constituée d'hydroxyapatite. Il est apparu que technique la plus appropriée pour obtenir ce résultat était le revêtement de surface au laser Nd:YAG. Des tests in vitro et in vivo ont permis de démontrer que les revêtements au laser Nd:YAG offraient une meilleure cytocompatibilité et une cytotoxicité réduite par rapport au échantillons obtenus avec un laser CO2. Il est en outre apparu que les performances du revêtement au laser Nd:YAG étaient statistiquement comparables aux matériaux projetés par plasma standard. D’autre part, la simplification de la conception et de l’instrumentation permet de réduire le coût de la prothèse de manière significative. Des technologies CAO/PAO et réel virtuel réel en trois dimensions ont été développées et utilisées afin de modéliser, de simuler et d'automatiser la conception et la fabrication de la prothèse et de son revêtement. La réduction des coûts ainsi obtenue rend possible la production industrielle du processus de revêtement au laser Nd:YAG, tout en offrant dans le même temps de nouvelles opportunités significatives de recherches supplémentaires tant au niveau de la méthodologie que du développement des équipements.
