Apatites nanocristallines biomimétiques carbonatées pour applications médicales : de la synthèse des poudres aux revêtements par projection dynamique à froid (Cold Spray)

Les dépôts d’hydroxyapatite (HA) obtenus par projection plasma (APS) sont à ce jour considérés comme des revêtements standards dans le domaine des implants orthopédiques. Certaines études ont pourtant montré que ces dépôts comportaient des phases secondaires, issues de la décomposition de l’HA lors de la projection, qui limiteraient potentiellement la durée de vie des implants. Des infections nosocomiales peuvent, d’autre part, survenir, parfois des années après l’opération. Bien qu’ayant des propriétés ostéoconductrices, l’HA possède une composition chimique et une cristallinité différentes de celles du minéral osseux (non stoechiométrique ; carbonaté et mal cristallisé). Les apatites nanocristallines biomimétiques offrent l’avantage, par rapport à l’HA, de posséder une surface hydratée réactive analogue à celle identifiée dans le minéral osseux, que l’on peut fonctionnaliser. Une apatite nanocristalline et carbonatée « BNAc » ainsi qu’une apatite biomimétique dopée en ions argent « AgBNAc » ont été synthétisées pour cette étude. Elles permettraient potentiellement d’accélérer l’ostéointégration des implants (BNAc et AgBNAc) et de prévenir les infections nosocomiales (AgBNAc). Afin de préserver les caractéristiques physico-chimiques de ces poudres thermiquement instables et très réactives, un procédé de dépôt à la fois basse température et industriel a été sélectionné : la projection dynamique à froid ou Cold Spray. Contrairement aux autres procédés de projection, il présente l’avantage de projeter des particules non fondues grâce à un jet gazeux supersonique. Des dépôts d’apatites biomimétiques présentant une très forte similitude physico-chimique avec les poudres ont été obtenus. Des essais préliminaires de biocompatibilité et d’adhérence ont également été réalisés sur les dépôts obtenus : le procédé Cold Spray se révèle être un procédé prometteur, préservant les caractéristiques des apatites nanocristallines biomimétiques et offrant la possibilité d’obtenir industriellement des implants ayant un meilleur potentiel d’ostéointégration et une meilleure résistance aux infections