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Annales de Chimie - Science des Matériaux

0151-9107
 

 ARTICLE VOL 29/1 - 2004  - pp.41-52  - doi:10.3166/acsm.29.41-52
TITRE
Prothèses endovasculaires auto-expansibles en Nitinol : variabilité de la résistance à la corrosion

TITLE
Nitinol self-deployable endovascular prostheses: variability in corrosion resistance

RÉSUMÉ

Alors que la chirurgie laparoscopique et/ou avec effraction tissulaire réduite apparaît de plus en plus séduisante, il convient de consacrer davantage d'’effort au développement d'’implants qui pourront être déployés au site pathologique. La chirurgie endovasculaire (aussi appelée radiologie interventionelle) pour rétablir un flot sanguin normal dans les artères anévrysmales exige que les prothèses (appelées stent-grafts) soient insérées par cathéter avant d’'être déployées. Les alliages à mémoire de forme, essentiellement le Nitinol, apparaissent donc très séduisants, car leur maniabilité est exceptionnelle. Malheureusement, après implantation, le Nitinol peut se corroder et remettre en cause la biocompatibilité, biostabilité et biorésilience des implants. Des cas de corrosion sévère in vivo ont été rapportées et les disparités pourraient être liées à des différences entre les Nitinols commerciaux. Nous avons fait subir des tests de corrosion par polarisation cyclique à des fils de Nitinol provenant de différents fabricants. La résistance à la corrosion varie de façon importante selon le fabricant. De plus, le procédé thermique de mise en forme utilisé pour produire des fils spiralés entraînent une chute considérable de leur résistance à la corrosion. Les traitements de surface, qu'’il s’agisse du polissage électrolytique, mécanique et/ou de la passivation chimique, augmentent la résistance à la corrosion de manière significative, mais ils ne permettent pas de récupérer complètement les effets délétères du traitement thermique. L'’épaisseur de la couche d'’oxyde à la surface de prothèses commercialisées, ainsi que leur manque d'’uniformité (avec des zones de forte concentration en nickel), montrent qu'’il reste beaucoup de chemin à parcourir avant de garantir une la stabilité et la biocompatibilité à long terme des implants. Faute de standards, force est de recommander de mieux caractériser les Nitinols avant d’'en sélectionner un pour la conception d’un nouvel implant. D’autres procédés de traitement de surface doivent être envisagés et validés pour garantir la biorésilience. En outre, les caractéristiques des alliages à mémoire de forme à l'’état brut devraient être établies.



ABSTRACT

With the increasing popularity of laparoscopic and minimally invasive surgery, there is a need to further develop implants that can be deployed at the pathological site. Endovascular surgery (also called interventional radiology) to restore the normal blood flow in aneurysmal arteries requires devices that can be loaded into a catheter before the deployment. The shape memory alloys, mainly Nitinol, are very attractive because of their good handling characteristics related to unique mechanical properties. The blood compatibility of intact devices is not in question but, after implantation, Nitinol can become corroded, impairing the rule of the 3 Bs: the biocompatibility can decrease, the biostability and biodurability are compromised. To ensure the long term durability of the device, it is of paramount importance to select the best Nitinol as there appears to be differences among the commercially available materials. It was therefore decided to expose Nitinol wires of different manufacturers to potentiodynamic cyclic polarization. Results show large differences between the wires provided by the different manufacturers. In addition, the heat setting process carried out to produce coiled wire products appears to be extremely detrimental to the pitting resistance. Surface treatments (electropolishing and/or passivation) significantly improve corrosion resistance but do not allow to fully recover the detrimental effect of heat setting. In the absence of real standards, it is recommended that Nitinols should be properly characterized prior to making a selection. Further processing must be envisaged and characterized for the long-term stability. In addition, it may be beneficial also to characterize the bulk properties of the shape memory alloy.



AUTEUR(S)
Sophie LEROUGE, René GUIDOIN, Tim ASHTON, Marie-France GUIDOIN, André Pierre LEGRAND, Yvan DOUVILLE, Gilles SOULEZ

Reçu le 23 octobre 2003.    Accepté le 28 novembre 2003.

LANGUE DE L'ARTICLE
Anglais

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