FR2567759A1 - Prothese ceramique pour le corps des etres vivants et procede de fabrication de celle-ci - Google Patents

Abstract

LE PROBLEME POSE CONSISTE A FAVORISER L'EFFET D'ANCRAGE DE LA PROTHESE SUR L'OS EN AMELIORANT LA CROISSANCE DES CELLULES OSSEUSES ET LE MAINTIEN DE LEUR LIAISON AU COURS DU TEMPS. SUIVANT L'INVENTION, LA PROTHESE EST CARACTERISEE EN CE QU'UNE MULTIPLICITE DE PARTICULES CERAMIQUE 3 SONT RENDUES SOLIDAIRES, PAR FRITTAGE EN UN SEUL CORPS, AVEC LA SURFACE D'UN SUBSTRAT CERAMIQUE 1 EN CERAMIQUE A BASE D'ALUMINE, EN CERAMIQUE A BASE DE ZIRCONE OU EN UN MATERIAU ANALOGUE, AFIN DE PERMETTRE LA CROISSANCE INTERNE DE CELLULES OSSEUSES A L'INTERIEUR DES INTERSTICES 4 EXISTANT ENTRE LESDITES PARTICULES DE CERAMIQUE 3. L'INVENTION TROUVE UNE APPLICATION AVANTAGEUSE SUR LES ARTICULATIONS DE LA HANCHE ET DU GENOU.

Description

- l -2567759 La présente invention concerne les prothèses destinées aux

êtres vivants et servant à restaurer les fonctions et les tissus durs manquants dans le corps d'un être vivant, cette absence étant provoquée par des maladies et des accidents, et elle concerne également les procédés de fabrication de ces prothèses.

Lorsque des personnes sont privées de la fonction articu-

laire de leurs membres sous l'effet d'une maladie telle que l'arthrite rhumatoYde dont les victimes de prédilection sont les femmes de 20 à 40

ans, on exécute souvent, en plus d'une thérapie médicamenteuse, une opé-

ration destinée à remplacer la fonction perdue de l'articulation grâce à

un os artificiel, et ceci sous la forme de l'une des méthodes thérapeu-

tiqueschirurgicales connues, cette opération s'effectuant principalement dans le traitement des articulations de la hanche et des articulations du genou.

E Actuellement, les articulations artificielles sont réali-

sées pour la plupart en métal et en matière plastique sous forme d'une

matière brute, et on les utilise couramment dans une articulation artifi-

cielle de la hanche, du genou, de l'épaule, d'un doigt, etc... Le problème le plus important qui est commun à ces articulations artificielles réside dans le relâchement qui apparaît (ce qui signifie que l'articulation se relâche ou forme un jeu en cours d'usage). En effet, plusieurs années après une opération de remplacement de l'articulation artificielle, il apparaît un relâchement entre cette articulation et l'os et ce relâchement provoque des douleurs et une réduction de la fonction de l'articulation, ce qui fait

que le nombre des cas n'est pas faible o l'on doit procéder a une extrac-

tion de l'articulation et à une ré-opération.

Dans une opération de remplacement d'une articulation arti-

ficielle, on utilise au cours de celle-ci une résine acrylique, que l'on appelle ciment pour os, afin de rendre cette articulation artificielle solidaire de l'épiphyse de l'os, mais un tel usage d'un ciment pour os entraîne les inconvénients suivants: 1) étant donné que la résine dégage une chaleur de70 à 80 C lorsqu'elle se polymérise et se solidifie, cette chaleur de polymérisation solidifie les protéines de l'os et des tissus mous, les mettant en état de nécrose, 2) le monomère qui demeure au cours de la polymérisation présente également une certaine toxicité. Du fait de ces inconvénients 1) et 2), il peut en résulter que, bien que l'utilisation

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- 2 - du ciment pour os fournisse une liaison énergique entre les partes nr iaesio

de l'os dans un temps réduit après l'opération, ce ciment constitue néan-

moins un facteur intervenant dans le relâchement ou formation de jeu entre

ces parties d'os à un moment ultérieur. De plus, dans le cas d'une arti-

culation artificielle métallique, il est difficile d'eapçdErune corrosion du matériau métallique dans le corps humain, et il existe le danger que des ions métalliques produisent des effets nuisibles sur le corps de

l'être vivant, mettant ainsi celui-ci en état de nécrose.

A ce point de vue, on a mis au point une articulation ar-

tificielle en céramique à base d'alumine, qui est exempte de corrosion dans le corps et qui peut devenir conglutinée avec l'os dans ce corps,

sans que l'on utilise de ciment pour os, et ceci grâce à l'excellente bio-

compatibilité de ce matériau avec l'os, de sorte qu'on l'a utilisé de.

manière importante dans de nombreuses articulations du corps humain, telles

que l'articulation du genou ou l'articulation du pied. Toutefois, les cé-

ramiques à base d'alumine ont une stabilité excellente et une résistance mécanique élevée dans le corps des êtres vivants, mais par contre, étant donné qu'il s'agit d'un matériau inerte, on a besoin d'une période de temps considérable avant qu'ellesne deviennent conglutinées avec un os naturel et soient consolidées après l'implantation si la surface de la céramique est lisse. C'est la raison pour laquelle, afin d'améliorer l'état conglutiné de l'articulation artificielle avec l'os, on a proposé comme technique de réaliser sur la surface de l'articulation artificielle en alumine des rainures de grandes et de petites dimensions. Ces rainures se

sont avérées efficaces pour prévenir un glissement latéral de l'articula-

tion artificielle et pour fixer cette articulation en position convenable sur l'os, mais elles sont sujettes à une insuffisance au niveau de l'effet

d'ancrage (effet d'accrochage) dans la direction de la tension verti-

cale par rapport à la surface de l'os, si bien quf on a besoin d'un temps prolongé pour fixer une telle articulation artificielle sur l'os à l'aide de ces rainures, par comparaison au temps de jonction correspondant à l'usage d'un ciment pour os. Il existe donc un problème à ce niveau en ce

qui concerne une articulation artificielle en céramique à base d'alumine.

b'invention a pour but de supprimer les inconvénients des prothèses implantables classiques du type décrit, et

plus particulièrement de fournir une prothèse céramique implantable ef-

ficace, notamment une prothèse céramique qui soit conçue pour présenter

une nouvelle configuration de surface pour une telle articulation arti-

- 2 2567759

- 3 - ficielle en céramique. A cet effet, l'invention a pour objet une prothèse

céramique pour le corps d'un être vivant, caractérisée en ce qu'une multi-

plicité de particules céramiques sont rendues solidaires, par frittage en un seul corps, avec la surface d'un substrat céramique en céramique & base d'alumine, en céramique à base de zircone ou en un matériau analogue, afin de permettre la croissance interne de cellules osseuses à l'intérieur des

interstices existant entre lesdites particules de céramique.

L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'une prothèse céramique pour le corps d'un être vivant, caractérisé en ce qu'il consiste à appliquer un coulis de céramique sur un substrat céramique afin de constituer une couche céramique, a disposer de manière dispersée des

particules céramiques, suivant une densité déterminée de distribution, par-

dessus cette surface du coulis céramique, et a fritter ensuite ces parti-

cules céramiques, cette couche et ce substrat, dans une atmosphère a tem-

pérature élevée de 1300 a 1800 C, afin de solidariser ces particules avec

cette céramique par l'intermédiaire de cette couche céramique.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention res-

sortiront de la description qui va suivre, à titre d'exemples non limitatifs

et en regard des dessins annexes sur lesquels: - la fig. 1 est une vue en coupe longitudinale d'un mode de réalisation particulier d'une prothèse implantable conforme à l'invention, - la fig. 2 est une vue analogue & celle de la fig. 1., mais pour un autre mode de réalisation conforme à l'invention,

- la fig. 3 est une vue en plan de l'objet de la fig. 2.

Pour réaliser une pièce d'essai correspondant a une prothèse conforme à l'invention, on applique un coulis (ou pâle) de canque (dérit par la suite) sur la surface d'un substrat d'alumine vert contenant 99 % en poids d'alumine (A1203) (le terme "en poids" sera valable pour la suite du texte). Le coulis de céramique est constitué d'une bouillie ou suspension préparée en ajoutant, sous malaxage, un liant organique à une poudre de matière première céramique telle que de l'alumine

ou de la zircone, ce coulis étant essentiellement formé d'alumine et conte-

nant moins de 10 %, pour chacun, de magnésie (MgO), de silice (SiO2) et

d'csce d'yttrium (Y203) en tant qu'agent de frittau,mliant ozgaq_ 4entmtéi-

gé à ce matériau. Sur le substrat sur lequel on a ainsi appliqué ce coulis de céramique, on dispose,de manière dispersée, des particules d'alumine vertes (99 % d'alumine), ayant une granulométrie moyenne de 125 à 3100 p (correspondant a 100 a 2500 p après frittage), et ceci sous une densité de 4 - distribution de 9 à 32000 particules/cm2 (correspondant à une densité de

distribution de 16 à 50000 particules/cm après frittage), sur une épais-

seur de une à plusieurs couches. On sèche b i e n le substrat ainsi

traité et on le fritte à 1300 a 1800 C afin d'obtenir une pièce échantillon.

De plus, dans le but d'accroître la résistance mécanique de liaison des particules céramiques sur le substrat, il e s t possible d'ajouter

moins de 30 % d'un constituant verre du type silice au coulis de céra-

mique, ou de revêtir les particules d'alumine à l'aide de ce coulis. Dans

ce qui précède, on a décrit le cas o à la fois le substrat et les parti-

cules sont verts, mais on comprend bien que l'un de ces éléments, le subs-

trat et les particules céramiques, ou les deux, peuvent être constitués par un corps fritté ou par un corps à cuisson provisoire (cuisson biscuit) . La forme des particules de céramique est de préférence globulaire, comme on les utilise dans les exemples suivants, mais on peut adopter une forme en

fonction de chaque cas.

Exemple 1

Sur l'une et l'autre surfaces d'un substrat vert contenant 99 % d'alumine, on applique, sur une épaisseur de 0,1 à 0,3 mm, un coulis essentiellement constitué d'alumine et contenant moins de 10 %, pour chacune,

de magnésie,de silice et d'c d'yttriun, un liant organique s'y trouvant mélangé.

On saupoudre sur l'une et l'autre faces du substrat ainsi traité des parti-

cules d'alumine vertes ayant une granulométrie moyenne de 300 à 450 p et revêtues à l'aide du coulis sur une épaisseur de 20 à 40 p, le saupoudrage étant effectué en trois couches et avecune densité de distribution de 1000 à 2000 particules/cmz. On laisse sécher une nuit et à Ta température ambiante le substrat ainsi traité, puis on le fritte à 1700 C afin que les particules d'alumine soient frittées par-dessus le substrat pour constituer la pièce

échantillon. La pièce ainsi obtenue se trouve réduite à 80 % de ses dimen-

sions initiales en longueur, en largeur et en épaisseur, du fait de la con-

traction du frittage, ces dimensions de la pièce après frittage étant de mm x 10 mm x environ 4 mm. La granulométrie des particules est alors de 250 à 350 p. Si l'on considère la pièce échantillon ainsi fabriquée et représentée sur la fig. 2, la référence 1 de cette figure désigne le substrat

de céramique à base d'alumine, 2 la couche mince de céramique formée par-

dessus ce substrat par revêtement à l'aide d'un coulis céramique et frittage,

et 3 les particules de céramique à base d'alumine saupoudrées en trois cou-

che sur cette couche 2 et solidarisées avec celle-ci, des interstices 4 de -5-

a 150 M chacun se trouvant formés entre ces particules.

On soumet à une stérilisation dans un autoclave chacune des pièceséchantillons produites de la manière décrite ci-dessus, et on les implante dans le condyle du tibia d'un lapin. Apres que ce soient écoulées quatre, huit, douze et vingt-quatre semaines à la suite de cette implanta- tion, on tue le lapin après marquage à la tétracycline, puis on extrait de ce lapin l'os contenant la pièce-échantillon. Après avoir soumis l'os a une

fixation par le formol et l'avoir transformé en pièce-échantillon non décal-

cifiée, on observe à l'aide d'un microscope électronique, etc... l'état de

solidarisation de cette pièce-échantillon sur l'os naturel.

Cet examen microscopique a montré que, bien que le substrat qui a tenu quatre semaines après l'implantation se trouve recouvert d'os neuf, l'os n'a fait qu'entourer l'ensemble de la pièce-échantillon. Par contre, dans le cas de la pièce-échantillon qui est restée huit semaines après l'implantation, on a relevé une croissance intérieure de l'os entre les interstices formés par les particules de céramique d'alumine et on a observé que cette tendance devenait encore plus forte au fur et à mesure de l'écoulement du temps, soit pour douze semaines a vingt-quatre semaines,

si bien que, dans la pièce-échantillon qui est demeurée vingt-quatre semai-

nes, les cellules osseuses se sont développées profondément dans la profon-

deur des interstices existant entre les trois couches de particules céra-

mique, de l'os neuf s'étant développe et solidarisé avec la surface de la

céramique d'alumine.

L'expérience ci-dessus a permis d'établir que, bien que le substrat d'alumine utilisé présente à sa surface de l'alumine inerte, la

croissance du tissu osseux s'est avérée effective à l'intérieur des inters-

tices existant entre les particules d'alumine et la céramique d'alumine

s'est trouvée solidarisée directement avec l'os naturel.

Exemple 2

On saupoudre sur le substrat d'alumine, et solidarise avec lui, des particules de cànique d'alumine présentant chacune une granulométrie moyenne de 250 à 350 p, dans une fourchette de 2000 à 3000 particules/cm et

de la même manière que dans l'exemple 1, de manière à fabriquer une pièce-

échantillon ayant la même dimension et que l'on classe dans un groupe A. De même, on classe dans un groupe B des pièces-échantillons comportant des patoa2mccécramique d'alumine ayant une granulométrie moyenne de 1000 à

1500 p et solidarisées avec le substrat dans la gamme de 200 à 300 parti-

cules/cm2. On utilise comme pièce-échantillon de référence un substrat -6-

d'alumine avec lequel n'est solidarisée aucune particule de céramique d'alu-

mine, cette pièce-échantillon servant à titre de comparaison et étant classée dans un groupe C.

On stérilise dans un autoclave chacune des pièces-

échantillons obtenues de la manière ci-dessus et on les implante dans le condyle du tibia d'un lapin. On extrait les os naturels comprenant ces pièces-échantillons sur les lapins tués après une période de huit, douze, vingt-quatre et trente-six semaines respectivement. Des copeaux sont raclés sur ces pièces-échantillons à l'aide d'une barre dentée disposée à proximité respectivement de ces pièces, afin d'obtenir des pièces d' a n a 1 y s e présentant chacun une forme qui permet de les accrocher. On accroche alors chacun des os et des pièces-échantillons et on les soumet à un essai de traction à l'aide de l'appareil universel d'essai du type Instron (nom d'un fabricant des Etats-Unis) avec une vitesse de la tête d'appareil de 5 mm/mn, afin de tester la résistance mécanique de la liaison des pièces-échantillons solidarisées avec les os naturels. Le résultat de cet essai de traction se trouve porté dans le

tableau suivant.

Groupe Données Groupe A Groupe B Groupe C Granulométrie moyenne 250 - 350 p 1000-1500. non fixée

Résistance à la trac-

tion après 8 semaines 6,4 kg 2,6 kg 0,5 kg 12 semaines 8,8 kg 6,1 kg 1,1 kg 24 semaines 10,1 kg 10,8 kg 1,5 kg 36 semaines 10,3 kg 19,5 kg 1,6 kg Le résultat obtenu après 8 semaines montre que le substrat

céramique d'alumine (groupe A) sur lequel sont fixées des particalsde céra-

mique d'alumine de 250 à 350 M de granulométrie moyenne s'est trouvé solidarisé avec l'os naturel avec une résistance mécanique de la liaison qui est environ 13 fois supérieur a celle du simple substrat de substance

en céramique d'alumine (groupe C). Par contre, le substrat céramique d'alu-

mine auquel sont fixées des particules céramiques de 1000 à 1500 p (groupe B) s'est avéré présenter une résistance mécanique de liaison environ 5 fois

supérieureà celle du groupe C. On suppose que la raison en est que les in-

terstices entre les particules céramiques d'alumine de 250 à 350 p de -7granulométrie moyenne présentent des espDaces de 100 à 150 p convenant pour la croissance de tissu osseux en leur intérieur. Ceci se trouve appuyé par le fait que les interstices entre les particules céramiques d'alumine de 1000 à 1500 p du groupe B ont une largeur aussi grande que 400 à 600 p, le retard dans la croissance interne des cellules osseuses pouvant être attribué à l'existence d'une résistance mécanique de liaison inférieure de plus de moitié à celle du groupe A. Comme le montre l'expérience, dans le cas d'un substrat céramique d'alumine auquel sont fixées des particules céramiques d'alumine de 250 à 250 p de granulométrie moyenne, l'effet d'ancrage produit par la croissance de cellules osseuses à l'intérieur des

intervalles existant entre les particules a fourni une résistance mécani-

que de liaison élevée en un temps réduit après l'opération. Cependant,

comme montré par l'exemple 1, le résultat obtenu 24 semaines après l'opé-

ration, pendant lesquelles les cellules osseuses se sont développées pro-

fondément à l'intérieur de trois couches de particules de céramique d'alumine, montre que les pièces-échantillons du groupe A présentent une force de liaison qui n'est qu'environ une fois et demi aussi élevée que celle des pièces qui ont passé 8 semaines après l'opération, celles qui ont passé

36 semaines ne montrant même aucune amélioration notable. L'examen micros-

scoDique des pièces d'analyse a confirmé le fait que la raison en est que, dans les faibles interstices existant entre les particules céramiques d'alumine ayant une granulométrie de 250 a 350 p comme celles du groupe A, les cellules osseuses peuvent fournir une croissance intérieure osseuse à un stade précoce de l'implantation, mais que ces cellules sont des cellules osseuses immatures comprenant de nombreux ostéoblastes et qui, étant donné que les interstices sont faibles, ne peuvent cas se

développer totalement.

D'autre part, dans le groupe B, la résistance mécanique de la liaison se trouve accrue lorsque le temps s'écoule et, 24 semaines après l'opération, elle dépasse la valeur mesurée pour le groupe A, s'avérant être une fois et demi supérieure à celle de la pièe d'analyse obtenue 12 semaines après l'opération.Dans la pièce d'analyse obtenue 36 semaines après l'o.ération, la résistance mécanique de liaison est environ le double de celle obtenue 24 semaines après l'opération. Cette valeur est environ 12 fois supérieure

à celle de l'exemple de comparaison du qroupe C et environ 1,9 fois sup6-

rieure à celle de la pièce d'analyse du groupe A.L'observation microscopique a

confirmé la raison de l'obtention d'une telle valeur élevée après une im-

plantation de longue durée. En effet, dans la pièce-échantillon du groupe 8- B 12 semaines après l'opération, non seulement les cellules osseuses se sont développées profondément à l'intérieur des interstices séparant les particules de céramique d'alumine mais on a égalementconstaté un progrès dans le remodelage de l'os, permettant aux cellules osseuses de croître suffisamment pour former de l'os fermé et bien construit par couches. On n'a par ailleurs relevé pratiquement aucun ostéoclaste tel qu'une cellule géante et l'intégration des particules dans l'os s'est avérée être dans un état idéal dans lequel les cellules osseuses se trouvent fortement entremêlées dans les interstices complexes formés par les trois couches de particules. La valeur élevée de la force de liaison des pièces d'analyse le groupe B s'avère résulter d'une liaison ou solidarisation suffisante

de l'interface existant entre l'os et le substrat céramique. En conséquen-

ce, il se trouve confirmé que le substrat d'alumine du groupe B auquel

sont fixées des particules céramiques d'alumine de 1000 à 1500 p de granu-

lométrie moyenne a peu tendance à contribuer à la solidarisation avec l'os naturel à un stade précoce de l'implantation, mais contribue par contre à une liaison stable et suffisante dans une implantation à long terme.

Le substrat céramique d'alumine représenté dans les exem-

ples et auquel sont fixées des particules céramiques d'alumine peut pro-

duire les effets suivants lorsque ce substrat est appliqué sur une arti-

culation artificielle céramique o n'est utilisé aucun ciment pour os.

En effet, lorsque des particules céramiques d'alumine de 250 à 350 p sont

fixées sur le substrat d'alumine, cette fixation des particules peut im-

partir à ce substrat la caractéristique initiale voulue de fixation de l'articulation artificielle dans un court délai après l'opération, cette caractéristique initiale de fixation constituant l'un des buts visés par l'invention. D'autre part, lorsque ce sont des particules céramiques dtalumine de 1000 à 1500 a qui sont fixées sur le substrat céramique

d'alumine, cette fixation présente une très grande efficacité pour consti-

tuer une mesure allant à l'encontre du relâchement ou de la formation de

jeu dans lequel réside le plus grave problème d'une articulation artifi-

cielle dans le corps d'un être vivant, lorsqu'on utilise cette articulation

sur une longue période de temps.

Les exemples ci-dessus révèlent, et permettent de déduire aisément, que, lorsqu'on exécute des expériences avec un substrat auquel sont fixées des Particules de céramique d'alumine de deux types différents, une résistance mécanique de liaison suffisante se trouve impartie à ce - 9-

substrat sur une période de temps courte à prolongée. Il s'est avéré expé-

rimentalement que le substrat comportant dix parties de particules de cérami-

ques d'alumine de 250 à 350 p de granulométrie moyenne, mélangées avec une partie de particules de céramique d'alumine de 1000 a 1500 i de granulanmétrie moyenne, offre le meilleur résultat, en présentant 5,5 kg en 8 semaines, ,3 kg en 24 semaines et 17,5 kg en 36 semaines, respectivement après l'opération.

Soit dit en passant, on sait que les interstices convena-

bles pour que des cellules osseuses s'y développent peuvent être dans la gamme de 100 à 300 p (l'optimum étant de 100 à 150.). Dans le cadre de

l'invention, de tels interstices pourraient être formes de manière expé-

rimentale à l'aide de particules d'alumine d'une granulométrie moyenne de à 600 p, alors que des nparticules de céramique d'alumine ayant mQins de " ne pourraient guère former que de faibles interstices de moins de lOOp. D'autre part, la résistance mécanique de liaison de la substance céramique d'alumine qui a passé le temps le plus long après l'opération

(36 semaines) et à laquelle sont fixées des particules de céramique d'alu-

mine plus grandes que 600 M, a excédé 15 kg, avec une gamme optimale de granulométrie de 1000 à 1500 M. Par contre,des particules de céramique d'alumine de granulométrie dépassant 2500 p pourraient être fixées au substrat céramique d'alumine, mais on ne pourrait pas les utiliser du point de vue de la conception d'une articulation artificielle, en raison de la résistance mécanique nécessaire et des limites dimensionnelles du

substrat lui-même.

En ce qui concerne la densité de distribution des parti-

cules céramiques d'alumine a fixer, il est souhaitable que cette densité soit assez proche pour permettre la formation d'interstices dans la gamme de 100 à 300 p qui convient pour une croissance osseuse interne contribuant

à la caractéristique initiale de fixation voulue. Conformément a une expé-

rienoe menée avec des particules de céramique d'alumine de 100 à 600 p de granulométrie moyenne, la densité de distribution optimale pour former de

tels interstices s'est avérée être de 1400 à 1600 particules par cm2.

D'autre part, en ce qui concerne l'épaisseur d'une couche de coulis d'alumine pour réaliser la solidarisation des particules sur le substrat céramique d'alumine, une couche relativement mince peut fournir une force de liaison suffisante dans la mesure o le substrat, les partio cules de céramique d'alumine et le coulis sont en des matériaux identiques les uns aux autres, une épaisseur de 50 à 150 p étant suffisante pour

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l'épaisseur de la couche de coulis dans le cas de particules de céramique d'alu-

mine de 100 à 600 y de granulométrie moyenne. Même dans le cas de particules de 600 à 2500 p de granulométrie moyenne, une épaisseur d'environ 200 à 400 V pour la couche de coulis a fourni de bons résultats. L'épaisseur sous laquelle on revêt les particules de céramique d'alumine de coulis de céramique se trouve confirmée de manière expérimentale par le fait que, dans le cas de particules de 100 à 600 p de granulométrie moyenne, une épaisseur de 20 à p et, dans le cas de particules de 600 à 2500 M de granulométrie

moyenne, une épaisseur d'environ 100 à 200 u, fournit une résistance mé-

canique de liaison suffisante sans empêcher la formation des interstices

entre les particules céramiques d'alumine.

De plus, dans le but d'améliorer la résistance méca-

nique de liaison des particules de céramique d'alumine sur le substrat, il peut se présenter le cas o l'on mélange dans le coulis céramique un verre

essentiellement constitué de SiO2 et/ou de B203. Ce cas trouve une applica-

tion lorsqu'une force de liaison énergique s'avère nécessaire, par exemple lorsque l'ensemble d'un os ou d'une articulation artificielle se trouve placé sous une charge dynamique continue. Afin d'empêcher les particules céramiques d'alumine de tomber du substrat, la résistance mécanique de liaison peut se trouver améliorée par l'addition d'un constituant verre dans un domaine inférieur à 30 %. L'addition d'un matériau vitreux dans des quantités dépassant 30 % provoque en effet un frittage médiocre de

l'ensemble du coulis et réduit fortement la force de solidarisation.

Dans ce qui précède, on a mentionné le cas o des parti-

cules de céramique d'alumine se trouvent fixées sur la surfaoe d'un substrat

céramique d'alumine, mais on comprendra bien que, lorsqu'on souhaite fa-

briquer un bio-matériau, on peut utiliser un substrat céramique à base de zircone et des particules céramiques également à base de zircone, qui

présentent ensemble une bio-compatibilité, ainsi qu'une résistance méca-

nique élevée.

Comme variante structurelle de l'invention, il est possible de fritter et lier les particules céramiques directement sur le substrat céramique sans interposition entre eux d'une couche céramique. La fig. 1 montre un exemple de cette variante o les éléments analogues sont désignés par des références identiques. Ce cas o l'on n'utilise pas de couche céramique, ce qui,dans cette variante, signifie que l'on n'utilise pas de coulis céramique, se trouve limité par le fait que l'un ou l'autre des deux éléments, substrat céramique et particules céramiques, ou les deux, sont des

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corps verts ou des corps à cuisson provisoire, et peuvent tous deux être frittés en un seul corps par chauffage. Lorsque l'un et l'autre des deux

éléments, substrat et particules, proviennent d'un corps fritte, la for-

mation de la couche céramique s'avère essentielle pour lier l'un à l'autre.

Comme décrit plus haut, la caractéristique essentielle de l'invention réside dans la solidarisation de particules de céramique telle qu'une céramique à base d'alumine ou une céramique à base de zircone,sur le substrat céramique,ce qui permet la fabrication aisée d'une prothése, tandis que, par ailleurs, du fait que la liaison se trouve effectuée nonpas par une liaison vitreuse secondaire, mais par liaison de frittage entre le substrat céramique et le coulis en un même matériau que le substrat, la force de solidarisation des particules céramiques se trouve être importante et offre

peu de risques que ces particules ne tombent du substrat en cours d'uti-

lisation. De plus, en revêtant également la surface de ces particules céra-

miques à l'aide du coulis, il est également possible de lier ces particu-

les au substrat sous des couches multiples.

L'invention permet ainsi de faciliter la croissance interne des cellules osseuses et fournit une liaison et une fixation précoces et énergiques, grâce au choix convenable de la granulométrie et de la densité

de distribution des particules céramiques à déterminer, à savoir en utili-

sant des particules de 250 à 350 p de granulométrie moyenne, en fonction de l'emplacement et de l'application considérés. L'invention rend également possible l'obtention d'une liaison et d'une fixation plus énergique, ainsi qu'une stabilité à long terme a un stade ultérieur d'implantation, les cellules osseuses parvenant à une croissance totale lorsqu'on utilise des particules céramiques de 1000 à 1500 p de granulométrie moyenne. Ainsi, l'invention fournit des pièces et des prothèses de qualité supérieure pour le corps des êtres vivants, par exemple pour une articulation artificielle ou un os artificiel, ces pièces et prothèses epchant d'une anière effi= caoe tout relâchement ou formation de jeu qui constituait précédemment le

problème le plus grave des articulations artificielles.

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REV E N D I C A T I ONS

1. Prothèse céramique pour le corps d'un être vivant, caractérisée en ce qu'une multiplicité de particules céramiques (3) sont rendues solidaires, par frittage en un seul corps, avec la surface d'un substrat céramique (1) en céramique à base d'alumine, en céramique à base de zircone ou en un matériau analogue, afin de permettre la croissance interne de cellules osseuses à l'intérieur des interstices (4) existant

entre lesdites particules de céramique (3).

2. Prothèse céramique pour le corps d'un être vivant, ca-

ractérisée en ce qu'on forme une couche céramique mince (2) par-dessus la surface d'un substrat céramique (1) en céramique à base d'alumine, en céramique à base de zircone ou en un produit analogue, et on solidarise une multiplicité de particules céramiques (3) par-frittage en un seul corps, avec la surface de ce substrat céramique (1), par l'intermédiaire de ladite couche céramique (2), afin de permettre la croissance interne de

cellules osseuses à l'intérieur des interstices 4 existant entre ces parti-

cules céramiques (3).

3. Prothèse céramique selon l'une quelconque des revendi-

cations 1 et 2, caractérisée en ce que lesdites particules céramiques (4)

sont constituées en au moins l'un des types du groupe formé par les céra-

miques à base d'alumine et les céramiques à base de zircone, la granulo-

métrie moyenne de ces particules céramiques (4) étant dans la gamme de à 2500 p.

4. Prothèse céramique selon l'une quelconque des revendi-

cations 1 et 2, caractérisée en ce que la granulométrie moyenne des parti-

cules céramiques (3) est dans la gamme de 250 à 350 M et en ce que des

interstices de 100 à 150 p sont formés entre ces particules, afin de per-

mettre la croissance interne de cellules osseuses à l'intérieur des inters-

tices existant entre ces particules (3) de manière à former du tissu osseux

en un court intervalle de temps.

5. Prothèse céramique selon l'une quelconque des revendi-

cations 1 et 2, caractérisée en ce que la granulométrie moyenne des parti-

cules céramiques (3) est dans la gamme de 1000 à 1500 p et en ce que des interstices de 400 à 600 p sont formés entre ces particules.(3), afin de permettre la croissance interne de cellules osseuses à l'intérieur de ces intervalles séparant les particules de manière à former du tissu osseux

sur une période de temps prolongée.

6. Prothèse céramique selon l'une quelconque des revendi-

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cations 1 et 2, caractérisée en ce que lesdites particules céramiques (3) sont liées à la surface du substrat céramique (1) suivant une densité de

distribution de 16 à 50000 particules/cm2 en une à cinq couches.

7. Protèse céramique selon la revendication 2, caractéri-

sée en ce que, lorsque la granulométrie des particules (3) est de 100 à 600 p, l'épaisseur de ladite couche céramique (2) est de 20 à 100 p.

8. Prothèse céramique selon la revendication 2, caractéri-

sée en ce que, lorsque la granulométrie des particules 0) est de 600 à 2500 p, l'épaisseur de la couche céramique (2) est de 100 a 200 p.

9. Prothèse céramique selon l'une quelconque des revendi-

cations 2, 6, 7 et 8, caractérisée en ce que la couche céramique (2) con-

tient un constituant verre essentiellement formé de SiO2 et/ou de B203.

10. Procédé de fabrication d'une prothèse céramique pour le corps d'un être vivant, caractérisé en ce qu'il consiste à appliquer un coulis de céramique sur un substrat céramique (1) afin de constituer une

couche céramique (2), à disposer de manière dispersée des particules céra-

miques (3), suivant une densité déterminée de distribution, par-dessus

cette surface du coulis céramique, et à fritter ensuite ces particules céra-

miques (3), cette couche (2)et ce substrat (1), dans une atmosphère a tem-

pérature élevée, de 1300 à 1800 C, afin de solidariser les particules (3)

avec le substrat c ramique (1)par l'intermndiaire de la couche céramique (2).

11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que lesdites particules céramiques (3) sont également revêtues au-préalable à l'aide d'un coulis céramique et sont solidarisées par frittage avec le

substrat céramique, par l'intermédiaire de ladite couche céramique (2).

12. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que le coulis céramique contient moins de 30 % en poids de constituant verre.