Bio-tribology oh total hip prosthesis : From wear particles genesis to their effects on biological reaction in the periprosthetic tissues

L’arthroplastie de hanche, c’est-à-dire le remplacement de l’articulation par une prothèse totale de hanche (PTH), est un enjeu de santé majeur du fait du vieillissement de la population et de la hausse des atteintes ostéoarticulaires. Cependant, la durée de vie d’une PTH in vivo est difficilement estimable à l’aide des test in vitro actuellement définis par les normes car ceux-ci ne mettent pas en relation les mécanismes tribologiques d’obtention des particules et leurs conséquences biologiques. Ce travail a permis de mieux comprendre les mécanismes bio-tribologiques de dégradation d’implants récupérés au bloc opératoire, puis de caractériser la réaction biologique qu’ils induisent grâce au développement de nouvelles techniques d’analyse in situ des particules au sein de prélèvements issus de patients. La validation des mécanismes bio-tribologiques via des cultures cellulaires et des tests sur simulateur permettront ensuite de formuler des recommandations pour améliorer les protocoles de test in vitro des implants, notamment via des lubrifiants biomimétiques et une caractérisation in situ plus poussée des particules d’usure et des réactions biologiques qu’elles entraînent.Hip arthroplasty, namely replacing natural joint by a total hip prosthesis (THP), is a major health issue because of the population aging and growing number of bone and joint pathologies. However, in vivo THP lifetime is difficult to estimate with the current standard in vitro testing. Indeed, they don’t mate tribological mechanisms leading to wear and particles, and their biological effects. This work as led to a better understanding of the bio-tribological mechanisms of implants degradation after their recovery in the operating room, and then to characterize the inducted biological reaction by the development of new in situ testings inside patients biological samples. Validation of these bio-tribological mechanisms by cell cultures and testing on walking simulator will then make it possible to formulate recommendations to improve in vitro test protocols for implants, in particular via biomimetic lubricants and more in-depth in situ characterization of wear particles and the biological reactions they cause