Les alliages de magnésium étant dégradables, ils pourraient constituer une alternative aux métaux traditionnellement utilisés comme prothèses, pièces de connexion pour guérir les os ou comme stents pour les problèmes cardiovasculaires. Une étude de la Faculté d'Ingénierie UPV/EHU de Bilbao a permis de progresser sur l'un des points faibles du nouveau matériau. Son taux de dégradation a été ajusté en appliquant un revêtement de phosphate de calcium sur la surface par électrodéposition, et l'épaisseur de la couche a été ajustée avec précision.

Les bimétaux sont utilisés depuis longtemps en médecine, principalement dans les prothèses, mais aussi dans les pièces de connexion pour cicatriser les os ou dans les stents utilisés pour résoudre les problèmes cardiovasculaires, entre autres. Les métaux les plus utilisés traditionnellement, l'acier inoxydable et les alliages de titane, offrent des avantages, tels que leur résistance à la corrosion dans le milieu physiologique, mais aussi des inconvénients, comme la diminution de la densité osseuse à proximité de la prothèse, ce qui entraîne une perte de résistance osseuse. Par ailleurs, dans de nombreuses occasions, une intervention chirurgicale supplémentaire doit être effectuée pour retirer le matériau une fois qu'il a rempli sa fonction.

Pour résoudre ces problèmes, de nombreuses recherches sont menées sur d'autres matériaux, tel que le groupe comprenant le magnésium et ses alliages. "Ce qui rend ce matériau particulièrement attractif, c'est sa capacité à se dissoudre dans le milieu physiologique, en d'autres termes, il se dissoudrait progressivement jusqu'à ce que, une fois sa mission accomplie, il est expulsé du corps naturellement par l'urine, " a expliqué Nuria Monasterio, auteur de l'étude réalisée à la Faculté d'Ingénierie UPV/EHU de Bilbao. Cela éviterait aux patients de subir une nouvelle intervention chirurgicale. Un autre point fort du nouveau matériau est qu'il empêche la perte de densité osseuse localisée causée par d'autres matériaux plus résistants. "Comme c'est aussi un matériau abondant dans la croûte terrestre, le coût de la matière première est raisonnable, même si son traitement nécessite certaines précautions qui augmentent le coût de fabrication des alliages. Son coût final serait donc à mi-chemin entre ceux de l'acier inoxydable et des alliages de titane."

Cependant, ce métal pose également des défis car "son taux de dissolution est supérieur à celui souhaité. Il se dissout avant d'avoir rempli sa fonction; le défi est donc de prolonger sa durée de vie afin qu'il puisse être ajusté d'une manière ou d'une autre pour s'adapter à l'application, " a confirmé Monasterio.

Revêtement de phosphate de calcium

Il existe différentes techniques pour tenter de prolonger la durée de vie des alliages de magnésium; cette recherche de l'UPV/EHU a choisi d'enrober le matériau de phosphate de calcium, bien que "la fonction du phosphate de calcium ne soit pas seulement de prolonger la durée de vie du magnésium lui-même. Il s'agit également pour le corps humain de mieux le tolérer et d'augmenter le taux de génération du tissu adjacent, une double fonction qui consiste à prolonger la durée de vie du matériau et à obtenir une meilleure intégration. Il faut garder à l'esprit, Premièrement, qu'il est le composant principal des os et, Deuxièmement, il a été démontré qu'il encourage la croissance des tissus environnants, " a-t-elle souligné.

L'électrodéposition a été utilisée pour faire adhérer la couche de phosphate de calcium à la surface du métal. « Ce que nous recherchions, c'était d'obtenir un revêtement uniforme qui ne se décollerait pas; nous voulions aussi pouvoir faire varier son épaisseur efficacement. Pour ce faire, une gamme de variables électriques a été explorée afin que les épaisseurs puissent être adaptées en fonction des besoins des applications spécifiques. » Et le résultat s'est avéré plus que satisfaisant :« outre la validation de la méthode utilisée, il a été possible de régler avec précision la qualité et l'épaisseur de la couche, " a souligné Nuria Monasterio.

Le chercheur de l'UPV/EHU a évoqué divers défis en vue de l'avenir. « Nous avons réussi à affiner le système électrolytique, nous visons donc maintenant à l'essayer sur d'autres bimétaux. Nous travaillons également à la fabrication d'alliages de magnésium de compositions ne présentant aucun risque, parce que l'alliage de magnésium utilisé dans cette recherche contient de l'aluminium, un métal dangereux pour la santé."