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ANSYS BLOG

September 25, 2019

Qu'est-ce que le PMMA et comment est-il utilisé dans le monde médical ?

Le poly(méthacrylate de méthyle), ou PMMA, est connu sous de nombreux noms différents, notamment Plexiglas et acrylique. La biocompatibilité du PMMA lui a valu le surnom médical de "ciment osseux".

Le PMMA est souvent utilisé comme une alternative au verre, plus légère et plus résistante aux chocs, pour la fabrication de fenêtres, d'aquariums et de patinoires de hockey. Il est donc difficile de comprendre que ce matériau polyvalent, facile à traiter et peu coûteux, soit également utilisé dans les prothèses dentaires, les implants osseux, etc.

Bien qu'il soit formé par la polymérisation du méthacrylate de méthyle (MMA) - un irritant et un cancérigène possible - le PMMA est extrêmement biocompatible.


La biocompatibilité du PMMA en fait un matériau idéal pour
fabricants de prothèses dentaires.

Cette biocompatibilité peut être attribuée à la résistance du PMMA aux :

  • Contrainte de température
  • Réactions chimiques
  • Tissu humain
  • Bio procédés

En tant que ciment osseux, le PMMA est utilisé pour combler les espaces entre les implants et les os. Le matériau PMMA convient bien à cette procédure car il est biocompatible et simple à polymériser dans un environnement hospitalier.

Cependant, une meilleure compréhension de l'intelligence du matériau peut aider à répondre à la question de savoir si le PMMA est toujours une bonne option pour les implants in vivo.

Bien que le matériau PMMA soit biocompatible, est-il toujours la meilleure option médicale ?

Dans une salle d'opération, le ciment osseux est fabriqué à partir d'une poudre et d'un liquide. La poudre est composée de copolymères MMA tandis que le liquide contient des monomères MMA et des accélérateurs et inhibiteurs chimiques.

En mélangeant la poudre et le liquide, on obtient un mastic qui peut être appliqué entre l'os et l'implant. Pensez au mastic comme le coulis entre les carreaux : Il ancre l'implant dans l'os.

Cependant, il existe un certain nombre de raisons pour lesquelles le matériau PMMA n'est pas idéal pour ce travail :


La biocompatibilité du PMMA en fait une option de choix pour ancrer les implants à l'os. Mais est-ce la meilleure option ?

  1. La résistance à la rupture du PMMA se situe entre 0,7 MPa∙m1/2 et 1,6 MPa∙m1/2, tandis que la résistance à la rupture de l'os se situe entre 3,5 MPa∙m1/2 et 6,6 MPa∙m1/2.
  2. Le PMMA a une température de polymérisation élevée.

La différence entre la résistance à la rupture du PMMA et de l'os peut conduire à des impacts qui brisent le ciment dans des scénarios où l'os ou l'implant ne sont pas affectés.

Par ailleurs, des recherches ont montré que, du fait de la polymérisation exothermique, le mastic peut atteindre des températures supérieures à 80 C à l'extérieur du corps et d'environ 50 C à l'intérieur, endommageant ainsi l'os. Cela se traduit par un temps de récupération plus long pour les patients.

De plus, de petites quantités de MMA non polymérisé peuvent rester dans le ciment. Ces composants peuvent se retrouver dans le reste de l'organisme et provoquer une hypotension.

Le PMMA a peut-être ses problèmes en tant que ciment osseux, mais il reste la meilleure option matérielle dans de nombreuses situations. Cependant, les chercheurs sont à la recherche d'un meilleur matériau pour le ciment osseux.

Les médecins bénéficient de la biocompatibilité du matériau PMMA

Le PMMA est un matériau important pour de nombreuses autres procédures médicales. Par exemple, il est utilisé pour fabriquer des prothèses et des obturations car il est facile à teinter et rapide à former.

Par conséquent, les médecins peuvent utiliser le matériau PMMA pour fabriquer des prothèses et des obturations dont la taille et la couleur correspondent étroitement à celles des dents d'origine.

Le matériau PMMA a également fait son entrée dans l'œil. Historiquement, il était utilisé comme lentilles de contact dures ou lentilles intraoculaires.

L'utilisation oculaire du PMMA a débuté par une découverte surprenante. Un ophtalmologue travaillant avec la Royal Air Force, Sir Harold Ridley, a remarqué que les éclats de PMMA dans l'œil - résultant de l'éclatement de pare-brise - ne déclenchaient pas le même rejet que les éclats de verre.


La biocompatibilité du PMMA en a fait un excellent choix pour les lentilles de contact dures et les lentilles intraoculaires. Cependant, les matériaux plus souples ont dominé le marché.

Cela a conduit Ridley à essayer d'utiliser le PMMA pour remplacer les lentilles endommagées chez les personnes souffrant de cataractes. Il a réalisé une implantation permanente en 1949 au St. Thomas Hospital.

Un certain nombre de copolymères à base de PMMA et de matériaux à base de silicone concurrencent désormais le PMMA sur le marché des lentilles intraoculaires. Ces matériaux ont l'avantage d'être flexibles et donc moins fragiles.

Dans le cas des lentilles de contact, les lentilles souples peuvent être plus confortables. De plus, avec les récentes avancées en matière de transmissibilité de l'oxygène, les lentilles souples ont tendance à être l'option préférée des patients.

Le matériau PMMA a de nombreuses utilisations dans l'industrie médicale. Bien qu'il soit devenu moins courant, les progrès du PMMA et des matériaux similaires continueront à améliorer la vie de nombreuses personnes.

Pour en savoir plus sur la manière dont material intelligence peut améliorer la vie des gens, visionnez le webinaire : Material Intelligence : De la sélection à la gestion. Ou bien accéder aux sources d'information sur les matériaux médicaux ici.

Ce blog reprend les notes du blog de Sean Newham qui se trouvait auparavant sur le site de Granta.

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