Phénomènes d’usures par frottement au sein des dispositifs médicaux… En toute simplicité

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  • Publié le . Paru dans Biomatériaux Cliniques n°2 - 15 octobre 2021
Information dentaire
En sciences médicales, la mise en place de dispositifs implantables est soumise inéluctablement à des mécanismes d’usure au cours du temps. L’usure par frottement correspond à la détérioration d’un objet/corps en fonction de sollicitations mécaniques et du système. Cette discipline porte le nom de tribologie. Elle peut aussi faire appel à des notions complémentaires de corrosion d’un métal liée à la présence d’un environnement liquidien (tribocorrosion). L’étude des mécanismes de tribologie à grand ou faible débattement est une discipline complexe qui sollicite une multitude de phénomènes physiques, chimiques et biologiques. Deux modes de dégradation ont été principalement mis en évidence : celui de la formation de débris pouvant être responsables, en autres, de réactions inflammatoires, et celui de la formation, dans la zone frottée, d’une nouvelle matière, appelée TTS (tribological transformed structure) pouvant soit favoriser l’usure, soit au contraire limiter son impact.

Pascale Corne a réalisé une thèse d’université sur les mécanismes d’usures au sein des connexions implantaires co-dirigée par Jean Geringer, qui est un grand spécialiste international du « fretting-corrosion », en particulier au sein des dispositifs médicaux.

Les dispositifs médicaux sont tous sensibles aux phénomènes d’usure au cours du temps. Parmi les différents mécanismes d’usure possibles, l’usure mécanique par frottement est l’un des plus fréquemment rencontrés.

Qu’est-ce qu’un phénomène d’usure par frottement ?

L’usure est un phénomène irréversible qui correspond à la détérioration d’un objet/corps en fonction des sollicitations mécaniques, de l’environnement et du temps. Ainsi le frottement de deux objets entraîne l’usure de l’un, voire des deux objets, la plupart du temps. Cette notion d’usure par frottement est dénommée la tribologie. Elle a la particularité, en médecine tout comme en odontologie de faire également appel à des notions complémentaires de corrosion, du fait de la présence d’un environnement liquidien au contact de tout matériau métallique.

La tribocorrosion [1] est ainsi une discipline particulièrement pertinente en recherche biomédicale pour comprendre les endommagements et les mécanismes d’usure de tout dispositif mis en place dans le corps humain. Dans cette discipline, i.e. la tribocorrosion, on distingue toutefois les endommagements par frottement de grande amplitude (échelle du centimètre) responsables d’usures macroscopiques faisant appel aux notions de tribologie classique des endommagements de faibles amplitudes (échelle du micron) aussi dénommés fretting-corrosion [1-5], responsables d’usures plus complexes à mettre en évidence mais aux conséquences biologiques plus délétères (rejets de greffe, phénomènes inflammatoires…).

Le point clé est que l’amplitude est inférieure à la largeur de contact entre les deux matériaux.

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