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Ciment Bioactif Résorbable

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Les ciments phosphocalciques

Les ciments phosphocalciques (CPC) sont des ciments hydrauliques, obtenus par une réaction acide base dans l’eau ou une solution aqueuse entre deux phosphates de calcium ; l’un acide, l’autre plus basique. Après mélange il en résulte un phosphate de calcium de basicité intermédiaire, moins soluble qui va précipiter.

Principe d’obtention des ciments phosphocalciques

Un matériau type ciment consiste en une poudre (la phase solide) qui initialement forme une pâte plastique par mélange avec la phase liquide. Cette pâte visqueuse se transformera en pâte plastique durant la prise augmentant ainsi les propriétés mécaniques et après saturation se durcira en masse solide

Propriétés biologiques

Les ciments phosphocalciques sont très biocompatibles et ostéoconducteurs.
Leur excellente biocompatibilité et leur formation à basse température permettent l'incorporation des molécules organiques et également des cellules vivantes. D'ailleurs ils sont employés comme matériaux candidat pour l’ingénierie tissulaire, et comme alternative aux céramiques poreuses traditionnelles.

Deux types de résorption peuvent être distingués, passive et active. La résorption passive est due au taux de dissolution du matériau dans les fluides biologiques et elle dépend des composants finals du ciment.
Ce type de résorption est déterminé par la porosité des échantillons, des substitutions ioniques, de la cristallinité et du pH de l'interface de tissu –ciment. La résorption active est due à l'activité cellulaire (macrophage, ostéoclastes..). L’activité des ostéoclastes produit un pH de 5,5 qui augmente la dissolution de l’implant. Habituellement ce type de résorption se produit seulement sur la surface du ciment parce que les pores présents dans les ciments ne permettent pas la pénétration des cellules ou des vaisseaux sanguins dans le matériau.
Ceci est le véritable problème des ciments phosphocalciques qui se résorbent lentement du fait de l’absence de macropores.

Les applications cliniques

Brown et Chow ont envisagé plusieurs applications cliniques sur ce type de matériau dans le domaine orthopédique :

Fixation des endoprothèses,
Comblement des tumeurs osseuses.
Dans le domaine de l'art dentaire et de la chirurgie orale
Base de recouvrement de cavité pour protéger la pulpe
ou couvrir la pulpe exposée
Remplacer ou favoriser la régénération d'os perdu
en raison de la maladie parodontale.
Comblement des alvéoles et augmentation des crêtes osseuses
Fixation des implants buccaux

En résumé, nous pouvons dire que les ciments à base de phosphate de calcium offrent l’avantage d’être injectables, moulables et de s’adapter aux défauts osseux. Aussi ils offrent une excellente biocompatibilité et sont ostéoconducteurs. Mais le problème se situe au niveau du temps de prise, la résistance mécanique et de leurs propriétés biologiques finales.

En effet, les temps de prise longs des CPC rendent leurs applications cliniques délicates. La résorption in vivo est très lente par manque de macroporosités et/ou les pores présents dans les ciments ne permettent pas la colonisation des cellules ou des vaisseaux sanguins

Pour remédier à ces carences, plusieurs investigations ont été menées : on a procédé à la technique d’émulsion des phosphates de calcium, on a expérimenté le mélange des CPC avec les cristaux solubles et non toxiques tels que le sucre ou le mannitol ; ces cristaux après durcissement du matériau stocké dans l’eau s’éliminent pour laisser place à des pores.

Une autre méthode a été de créer des macropores dans le matériau en additionnant du NaHCO3 dans la poudre de départ. Toutes ces techniques n’ont pas augmenté d’une façon considérable la macroporosité des CPC et la résistance à la compression est restée médiocre rendant ces ciments non applicables dans les sites soumis à des contraintes importantes.

Pour améliorer la résistance et la macroporosité des CPC, d’autres techniques ont été employées : des cristaux de mannitol porogène ont été renforcés par des fibres d’aramine dans le CPC. Une étude plus récente a démontré l'amélioration de la résistance grâce à l'incorporation du mannitol très soluble avec du chitosane dans le CPC.

Ces dernières techniques même si elles ont le mérite d’améliorer davantage les propriétés des CPC procèdent par des incorporations d’éléments de natures étrangères à la composition de base des ciments rendant leur synthèse fastidieuse.

Afin de contribuer l’optimisation des propriétés précitées, GRAFTYS propose un nouveau biomatériau type ciment phosphocalcique intégrant des phases rapidement résorbable avec une dissolution contrôlée afin d’induire une porosité au sein de la matrice phosphocalcique.
Une fois implanté dans un site osseux, le produit durci doit être rapidement résorbé par les cellules et fluides biologiques de façon à permettre une colonisation osseuse des macropores.

Le ciment bioactif Graftys, breveté en août 2006, possède les qualités inhérentes à cette technologie :

- Malléabilité, injectabilité
- Permettent le comblement total d’une cavité (important d’un point de vue pratique en chirurgie, et difficile à obtenir avec un autre type de produit)
- Bonne interface ciment -environnement osseux
- Phase minérale similaire à celle de l’os
- Qualité de résistance mécanique adaptée
- Pas d’exothermie pendant la prise du ciment (important en chirurgie, et l’un des désavantages importants du ciment PMMA et des premières générations de ciments phospho calciques)
- Pas de contraction volumétrique pendant la prise.

…tout en apportant deux innovations majeures :

Une matrice de phosphate de calcium pour une grande rapidité de résorption
Une macroporosité de haute qualité

Pour toute information complémentaire sur cette technologie développée par GRAFTYS, merci de prendre contact au 04 42 60 30 00
ou par email contact@graftys.fr

Ciment phosphocalcique - Greffe osseuse - Comblement osseux