Utilisations médicales du polyuréthane: biocompatibilité et résistance

En raison de sa polyvalence, le polyuréthane est très répandu dans les secteurs de la médecine et de la pharmacie. Il existe des polyuréthanes biodégradables ne présentant aucun risque pour la santé qui offrent d'excellentes performances en matière de durabilité, de flexibilité et de résistance. Ces matériaux se démarquent aussi par leur biocompatibilité irréprochable, leur résistance à la flexion et par leur polyvalence qui leur permet de s'adapter à différents types d'utilisations. Ces élastomères présentent également une grande dureté et une bonne résistance à la déchirure et à l'abrasion

Utilisations médicales du polyuréthane: biocompatibilité et résistance

 

Évolution du polyuréthane dans les dispositifs biomédicaux

Ce sont les remarquables propriétés mécaniques du polyuréthane qui ont encouragé son utilisation en biomédecine, malgré le manque d'études initiales en raison de l'échec des premiers dispositifs. C'est en 1958, avec la mise au point d'une prothèse mammaire, que les matériaux en polyuréthane ont connu leur première application biomédicale. Par la suite, ils seront intégrés à la fabrication de valves, de chambres cardiaques et de greffons aortiques. 

Mais ils sont vite écartés en raison de leur sensibilité à l'hydrolyse. Les recherches reprennent alors dans l'espoir de raviver l'intérêt de la biomédecine pour l'utilisation du polyuréthane. En 1967, on intègre pour la première fois le lycra à des dispositifs médicaux. L'Avcothane-51, premier polyuréthane conçu spécialement à des fins médicales, voit quant à lui le jour en 1971. Un an plus tard, le Biomer le rejoint sur le marché. C'est en 1977 que le Pellethane, premier polyuréthane thermoplastique de grade médical, fait son apparition, un an avant le Tecoflex, produit destiné aux utilisations permanentes. 

La fin des années 70 voit la mise au point de polyuréthanes offrant une large gamme de porosité, capables d'agir comme une barrière microbienne. Dans les années 90, l'arrivée de nouveaux matériaux biomédicaux et d'alternatives, telles de que le Chronoflex, annonce déjà la nouvelle génération de matériaux contenant des ions argent anti-infectieux. À la fin de cette même décennie, les scientifiques travaillent à la mise au point de la série Elast-EonTM, plus stable au niveau biologique et plus souple. Enfin, en 2018, le ChronoSil, pensé pour les utilisations permanentes, est lancé. 

 

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Utilisation du polyuréthane dans les dispositifs biomédicaux

C'est grâce à sa polyvalence que le polyuréthane a su se rendre indispensable aux disciplines suivantes :

  • Chirurgie cardiovasculaire: isolation des pacemakers, dispositifs d'assistance cardiaque, cœurs artificiels, greffons, membranes, cathéters, calculs, ballonnets, revêtement de stents...
  • Chirurgie orthopédique et traumatologie: remplacements d'os spongieux, tissus destinés à la réparation des cartilages, reconstruction de ligaments, correction des défauts osseux, régénération osseuse, remplacement des noyaux des disques intervertébraux, réduction des fractures vertébrales par compression, remplacement de ménisques. 
  • Chirurgie reconstructrice: bandages, adhésifs tissulaires, implants mammaires. 
  • Gynécologie et obstétrique: préservatifs et éponges imprégnées de contraceptifs. 
  • Ingénierie tissulaire: peau artificielle, prothèse d'œsophage, canaux utilisés pour favoriser la régénération nerveuse. 
  • Thérapie génique: vecteurs non viraux.
  • Libération contrôlée d'agents bioactifs: revêtements fonctionnels en polyuréthane. 
  • Fournitures médicales: encapsulation de membranes dans les filtres destinés à l'hémodialyse, oxygénateurs et hémoconcentrateurs, revêtement de sondes et de gants.

Utilisations médicales du polyuréthane: biocompatibilité et résistance

 

Équipements et instruments chirurgicaux en polyuréthane

Hydrophobe, stable et doté d'une bonne compatibilité thermique et mécanique, le polyuréthane se retrouve très souvent dans la composition des biomatériaux cardiovasculaires, des canules fixes pour hémodialyse, des cathéters veineux centraux, des perfusions intraveineuses, etc. Sa biocompatibilité avec le sang a été améliorée pour stimuler la prolifération cellulaire et la viabilité et pour réduire les occurrences d'infections bactériennes. 

L'avantage des différents polyuréthanes mis au point, c'est qu'ils ne nécessitent aucune plastification supplémentaire. Ils présentent une grande variété de structures et un bon rendement à basse température. Ils peuvent être stérilisés et n'empêchent pas la réalisation de traitements de radiothérapie. Résistants et solides, ils sont biodégradables, non toxiques et présentent une thrombogénicité très faible.

 

Le polyuréthane dans l'organisme

Il existe des cas d'utilisation du polyuréthane ponctuelle (dispositifs de fermeture de blessures, systèmes de libération de médicaments, structures de base pour l'ingénierie tissulaire) ou permanente (implants orthopédiques osseux ou prothèses vasculaires et utilisation conjointe au silicone pour corriger défauts et déformation, éléments de fixation pour ciment osseux).

 

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