Des scientifiques de l'Université nationale des sciences et de la technologie (MISIS) ont développé un implant osseux hybride unique, dont l'âme est en polyéthylène poreux à ultra haut poids moléculaire, et la coque est en polyétheréthercétone. Grâce à la combinaison des propriétés uniques des deux polymères, il a été possible de créer un implant qui imite la structure osseuse et est en outre renforcé pour augmenter la résistance et l'élasticité. En outre, comme la consommation de matière est réduite, le coût d'un tel implant sera inférieur à celui des analogues. L'article sur les résultats de la recherche est publié dans Matériaux Lettres .

Le polyéthylène à poids moléculaire ultra élevé (UHMWPE) et le polyétheréthercétone (PEEK) sont parmi les matériaux les plus fréquemment utilisés en orthopédie. Chacun d'eux a un certain ensemble de propriétés, et le choix du matériau est basé principalement sur le type de défaut osseux à éliminer. Ainsi, UHMWPE est traditionnellement utilisé dans le remplacement des articulations, et PEEK en raison de sa plus grande résistance, est principalement utilisé en chirurgie rachidienne. De plus, Le PEEK est un matériau assez cher, il est donc utilisé moins souvent que UHMWPE.

Des scientifiques du Centre des matériaux composites (NUST MISIS) ont appliqué la technologie précédemment développée pour la formation de matériaux biomimétiques poreux et ont mené une analyse comparative expérimentale des propriétés mécaniques de l'UHMWPE et du PEEK modifiés. Par conséquent, ils ont proposé un matériau hybride fondamentalement nouveau qui combine les propriétés utiles des deux polymères.

"Nous travaillons avec UHMWPE depuis assez longtemps. Apparemment, PEEK est relativement nouveau pour nous. En raison du fait que nous essayions d'imiter la structure osseuse poreuse naturelle dans les implants en UHMWPE, nous avons décidé de le faire également avec PEEK. Prochain, nous avons testé et comparé les propriétés de compression des matériaux, " a déclaré Fedor Senatov, Doctorat., chef du groupe de recherche.

Cependant, la dureté élevée du PEEK a eu un impact négatif sur la modification poreuse du matériau :bien que le PEEK ait démontré de bonnes propriétés au test de compression, il a été constaté que lors de la coupe (et lors de l'installation de l'implant, le chirurgien est tenu de "l'ajuster" sous le bord du défaut) il commence à s'effriter. Les miettes dans la zone d'implantation sont inacceptables, les scientifiques ont donc décidé d'essayer de créer un hybride qui ne conserverait que les propriétés bénéfiques des deux polymères. Ceci est particulièrement intéressant du point de vue de l'imitation de la structure de l'os lui-même, car dans le noyau (partie trabéculaire) c'est juste plus doux, et sur la coquille (partie corticale) est plus dur.

"Nous avons créé un implant cylindrique hybride, dont le noyau et la coque sont respectivement en UHMWPE poreux doux et en PEEK dur non poreux. Des tests de résistance mécanique de l'implant ont montré que ses caractéristiques correspondent presque totalement à l'os humain normal :l'os trabéculaire a un module d'élasticité de 0,001 GPa à 0,002 GPa, et l'UHMWPE poreux a environ 0,002 GPa; l'os cortical a un module d'élasticité d'environ 11 GPa, et PEEK a environ 9 GPa, " note Alexandre Chubrik, Étudiant en 4ème année et co-auteur de la recherche.

L'imitation de l'os humain n'est pas le seul avantage de l'implant :de plus, la partie poreuse permettra à l'os de "pénétrer" l'implant. Cela signifie qu'au fil du temps, les plaques de fixation sont amovibles, et l'implant se comportera déjà comme un os. En outre, du fait que la consommation de PEEK va diminuer, ces implants seront plus abordables.

Les scientifiques procèdent à la recherche dans deux directions :ils testent le matériau hybride in vivo, et travailler sur la biocéramique de fixation à la surface de l'implant pour accélérer la régénération dans la zone osseuse remplacée.