BIOLOY

Revêtement TiNbN PVD

Un revêtement TiNbN est un revêtement céramique appliqué avec la technique de PVD (dépôt physique en phase vapeur) sur un substrat métallique, généralement du cobalt, du titane ou des alliages d’acier.

Le revêtement TiNbN, appelé «BIOLOY®» de Permedica, est utilisé pour recouvrir le système prothétique du genou et certains composants métalliques du système de la hanche et de l’épaule fabriqués par Permedica.

FONCTIONS DU REVÊTEMENT

Il est bien connu que les matériaux métalliques, à l’exception des matériaux nobles, subissent un processus de corrosion à l’intérieur d’un organisme biologique et libèrent par conséquent des ions métalliques. De nombreux métaux lourds peuvent induire une réaction d’hypersensibilité. Les métaux considérés comme des allergènes potentiels sont le béryllium, le nickel, le cobalt, le chrome et, à l’occasion, le titane et le vanadium au tantale. Le nickel est l’allergène le plus commun de ces métaux, suivi du cobalt et du chrome.

Les ions métalliques, même s’ils ne sont pas eux-mêmes des allergènes, peuvent activer le système immunitaire en créant des complexes avec les protéines déjà présentes dans l’organisme. Ces complexes protéiques sont des allergènes potentiels responsables ultérieurement de réactions d’hypersensibilité; immunité à médiation cellulaire. Le phénomène allergénique chez les patients porteurs de dispositifs métalliques implantés augmente ainsi que la prise de conscience de la communauté orthopédique vis-à-vis de ce problème. Le besoin d’un type de prothèse anti-allergène est donc de plus en plus important.

Le revêtement BIOLOY® a pour objectif de créer une couche inerte et une barrière qui sert d’interface entre le patient (en réalité, entre les tissus mous et les liquides) et le métal de la prothèse, empêchant ainsi le passage des ions métalliques de la prothèse au patient. La fonction principale est en effet de créer une barrière physique entre le substrat métallique et le milieu organique environnant empêchant la libération des ions métalliques du substrat: permettant ainsi une réduction notable du risque de provoquer un risque d’hypersensibilité ou de développer une réaction allergique causés par les éléments métalliques des alliages des dispositifs (c.-à-d. Ni, Co, Cr).

Le revêtement BIOLOY® permet donc:

1. La Possibilité d’implanter des prothèses métalliques chez des patients qui ont observé des allergies à un ou plusieurs métaux dont ils sont fabriqués;
2. La Réduction du risque de développer une réaction allergique chez un patient dans lequel un ou plusieurs dispositifs métalliques sont implantés.

De plus, un revêtement BIOLOY®, grâce à sa dureté et à sa résistance à l’abrasion améliorées, améliore les performances tribologiques de la surface en alliage métallique de l’articulation, réduisant ainsi l’usure du polyéthylène.

LA TECHNOLOGIE

Le Dépôt Physique en phase Vapeur (PVD) est une méthode courante pour le dépôt atomique sous vide de couches minces (microns).

Le dépôt de ce film sur le substrat (dispositif à revêtir) se fait au niveau atomique ou moléculaire, atome par atome, en creant ainsi ce revêtement. Les résultats de la couche peuvent varier du monocristal au amorphe, plus ou moins compacts, purs ou impurs, minces ou épais.

Le dépôt physique en phase vapeur (PVD) est un processus de dépôt atomique dans lequel le matériau de revêtement est évaporé d’une source solide ou liquide sous forme atomique ou moléculaire et transféré sous vide sur une surface de substrat où il se condense. Dans ce type de processus, la composition est formée par une réaction chimique qui a lieu entre le matériau vaporisé et le gaz à l’intérieur de la chambre, c’est-à-dire par l’azote gazeux dans le cas de revêtements de nitrure ou de l’oxygène gazeux dans le cas de revêtements d’oxyde.

Le revêtement Permedica BIOLOY® utilise la technologie de revêtement PVD avec une méthode d’évaporation par arc cathodique sous vide pour créer un revêtement extrêmement dur, mince et adhérent de TiNbN (nitrure de titane et niobium) sur le substrat métallique, généralement du titane, du cobalt et des alliages d’acier.

Le procédé de revêtement BIOLOY® est entièrement réalisé par Permedica.

[1] Ragone, V., Canciani, E., Biffi, C.A. et al. CoCrMo alloys ions release behavior by TiNbN coating: an in vitro study. Biomed Microdevices 21, 61 (2019).
[2] Bidossi A, Bottagisio M, De Grandi R, De Vecchi E. Ability of adhesion and biofilm formation of pathogens of periprosthetic joint infections on titanium-niobium nitride (TiNbN) ceramic coatings. J Orthop Surg Res. 2020;15(1):90.

CARACTÉRISTIQUES TECHNIQUES

Le revêtement TiNbN est un revêtement de surface monocouche qui donne une couleur dorée à la surface revêtue.

Les exigences qui doivent satisfaire à un revêtement BIOLOY® sont une dureté de revêtement supérieure à 2000 HV (Vickers), une épaisseur de 3÷6 µm et une adhérence caractérisée par un délaminage nul du revêtement.