Etude par des méthodes nucléaires et physico-chimiques de la contamination des tissus situés autour de biomatériaux métalliques implantés

par Geoffroy Guibert

Thèse de doctorat en Physique nucléaire appliquée

Sous la direction de Jean-Léon Irigaray.

Soutenue en 2004

à Clermont-Ferrand 2 .


  • Résumé

    Les implants utilisés comme biomatériaux sont fonctionnels, biocompatibles et certains bio-actifs. Il existe quatre familles de biomatériaux : les métaux et les alliages, les céramiques, les polymères et les matériaux naturels. Des phénomènes d'usure (corrosion, frottement) génèrent des débris dans l'organisme. Ces débris engendrent différents problèmes : toxicité, réactions inflammatoires, descellements prothe��tique par lyse osseuse. Nature, taille, morphologie, quantité des débris sont des paramètres qui influencent les réactions biologiques susceptibles de se produire. Nous avons caractérisé la contamination métallique (migration, comportement in vivo, quantité, taille et nature des débris) provenant des prothèses de genou au niveau du tissu capsulaire voisin. Les méthodes PIXE-RBS et STEM-EDXS, principalement employées, sont des outils complémentaires. Les débris sont répartis de façon hétérogène dans l'articulation du genou. Ils migrent sur plusieurs milliers de µm en profondeur. Pour les échantillons fortement pollués, les débris sont des grains d'alliages de dimension de l'ordre de µm (PIXE). Les rapports massiques in vivo confirment la stabilité chimique des grains de TA6V et l'évolution des grains de CrCoMo. Une étude à l'échelle nanométrique (STEM-EDXS) montre une dissolution de grains de TA6V (µm) en de plus petits (nm). Localement la présence de grains alpha indiquerait une dissolution préférentielle de la phase bêta (joint de grain) avec largage de A1 et V éléments carcinogènes et toxiques. Le développement d'un protocole PIXE-histologie en cible mince, corrèle une analyse PIXE et histologique sur une même zone. Ce protocole informe sur les pathologies liées aux contaminations métalliques, même si leur teneur est de l'ordre du µg/g, grâce à la sensibilité de la méthode PIXE. De plus l'innocuité vis-à-vis de la radioactivité de plusieurs biomatériaux naturels ou synthétiques est établie, à l'aide de système de détection y ultra bas bruit de fond

  • Titre traduit

    Studies by nuclear and physico-chemical methods of tissue's metallic contamination located around biomaterials. Toxicity measurements of several biomaterials residual radioactivity


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Cette thèse a donné lieu à une publication en 2004 par [CCSD] [diffusion/distribution] à Villeurbanne

Etude par des méthodes nucléaires et physico-chimiques de la contamination des tissus situés autour de biomatériaux métalliques implantés

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Informations

  • Détails : 1 vol. (162 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p.155-162

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