Des scientifiques de l’Université médicale et dentaire de Tokyo (TMDU) ont utilisé des mesures photo-électrochimiques et la spectroscopie photo-électronique à rayons X pour clarifier la source de la biocompatibilité du titane lorsqu’il est implanté dans le corps, comme c’est le cas pour les prothèses de hanche et les implants dentaires. Ils ont découvert que sa réactivité avec les bons ions du liquide extracellulaire permet à l’organisme de le reconnaître. Ces travaux pourraient déboucher sur une nouvelle génération d’implants médicaux qui durent plus longtemps.
En raison de son excellente solidité et de sa résistance à la corrosion, le titane est couramment utilisé dans les implants médicaux et dentaires. Au fil du temps, les médecins ont également remarqué que les patients porteurs d’implants en titane génèrent moins de réaction immunitaire que ce qui se produit normalement lorsqu’un matériau étranger est placé dans l’organisme. Ce phénomène a été expliqué par la biocompatibilité du titane. Cette biocompatibilité peut générer un problème, par exemple lorsque des vis en alliage de titane s’assimilent trop au tissu osseux après une implantation à long terme, ce qui rend leur retrait ultérieur difficile. Malgré de nombreuses études sur les réactions biologiques avec les matériaux implantés, la raison de la biocompatibilité du titane reste mal comprise. Une explication plus complète des propriétés de surface qui confèrent au titane ces caractéristiques est nécessaire.
Une équipe de chercheurs dirigée par la TMDU a testé de minces disques de titane dans une solution contenant des ions censés imiter le liquide extracellulaire de l’organisme, ainsi que dans une solution saline. Ils ont mesuré la quantité de courant photoélectrique généré lorsque de la lumière de différentes longueurs d’onde était éclairée sur les disques. Ils ont également réalisé une spectroscopie photo-électronique à rayons X pour caractériser les films passifs qui étaient naturellement présents à la surface du titane. “Les films passifs étaient constitués d’une très fine couche de TiO2 contenant de petites quantités de Ti2O3 et de TiO, des groupes hydroxyle et de l’eau. Pendant la polarisation dans Hanks, les ions calcium et phosphate ont été incorporés ou ont formé du phosphate de calcium, mais pas dans une solution saline“, explique le premier auteur, Seong-Cheol Kim Le phosphate de calcium s’est également formé beaucoup plus facilement, ce qui pourrait contribuer à réduire la réaction du corps étranger.
“La réactivité du titane avec une grande résistance à la corrosion, révélée dans cette expérience par sa structure de bande électronique, est l’une des principales raisons de son excellente biocompatibilité parmi les métaux.” A déclaré Takao Hanawa, auteur correspondant.
Cette recherche pourrait conduire à des implants plus sûrs et moins coûteux pour les prothèses de hanche ou les implants dentaires, car le titane est relativement rare et cher.
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