Rugosité d'une surface à l'échelle nanométrique - PO3D

Distinguez le type de prothèse mammaire (lisse, texturé...) grâce à la profilométrie 3D


 

Depuis quelques années, plusieurs scandales concernant les prothèses médicales ont mis en lumière les défaillances de certaines autorités sanitaires sur le contrôle des implants. L'un des plus médiatisés en France, et par lequel les enquêtes et remises en question sont arrivés, impliquait une entreprise fabricante de prothèses mammaires à base de silicone industriel frauduleux.

Cette affaire a révélé le manque d'encadrement d'un domaine de la santé public que sont les dispositifs médicaux. Cela nous a également rappelé l'importance des différents tests physicochimiques sur ces implants.

A la suite, un comité scientifique spécialisé temporaire (CSST) a vu le jour en 2015 au sein de l'ANSM. Il a alors mis en évidence un lien entre la rugosité de la surface externe des implants mammaires et l’augmentation des cas de certains lymphomes chez les personnes portant ou ayant porté des prothèses à surface externe texturée. Différents types d'implant mammaire existent, quatre d'entre eux sont distingués par les fabricants en fonction de leur texturation de surface : « lisse », « micro texturé », « macro texturé » et « texturé ». La rugosité permet une meilleure tenue de la prothèse qui présente ainsi une adhérence augmentée avec les tissus, évitant par conséquent son déplacement ou rotation.

L'ISO 25178 rassemble un ensemble de normes internationales définissant l'analyse des états de surface 3D. 

Cette norme est utilisée pour caractériser la « Spécification géométrique des produits (GPS) » ainsi que les paramètres de rugosité des prothèses mammaires. Elle liste également les différentes techniques de mesure utilisables, dont les microscopie confocole et interférométrique font partie. La profilométrie optique est une méthode d'imagerie sans contact permettant d'observer et de caractériser la topographie de surface sur des gammes de mesure allant de quelques dizaines de µm² à quelques mm², avec une résolution latérale de 200 nm et des résolutions en profondeur du nm à plusieurs mm. Une analyse standard fournit des images 2D et 3D de la surface avec les dimensions des éléments observés, ainsi que l'ensemble des paramètres de rugosité définis par la norme.

La profilométrie optique fournit une caractérisation de la topographie des surfaces (quelques dizaines de µm² à quelques mm²) quelque soit l'échantillon, indépendamment du matériau analysé, de sa forme ou encore de sa couleur.

Plusieurs modes peuvent être utilisés afin d'accéder à différents degrés d'information. La microscopie confocale permet d’imager tous types d’échantillon (plats ou très rugueux, pentes allant jusqu’à 70 %). Sur des surfaces lisses, l’interférométrie permet d’atteindre des résolutions verticales nanométriques.

TESCAN ANALYTICS possède une expertise reconnue dans l'utilisation de la PO3D sur tous types de matériaux. Notre équipe d'experts travaille avec l'ensemble des secteurs industriels.


 

Objectif de l'analyse


Mesure de la rugosité de la surface externe d'une prothèse mammaire ainsi que de ses paramètres surfaciques.
 

Préparation des échantillons


La coque de la prothèse mammaire est découpée en carré de 1 cm de côté, puis est placé sans autre manipulation directement sous le microscope PO3D.


Résultats


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Figure 1 : Vue en 3D de la rugosité de surface de la face externe d'une prothèse mammaire

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Figure 2 : Tableau récapitulatif des paramètres de rugosité surfacique de la face externe d'une prothèse mammaire

 

La profilométrie optique 3D va permettre de mesurer de manière non destructive (sans contact) le relief de surface de l'échantillon notamment afin d'en évaluer ses paramètres de rugosité. 

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En Figure 1, la PO3D permet la visualisation de la topographie en 3D de la face externe de la prothèse. Sur cette image, la hauteur arithmétique moyenne est de 66,4 µm. Il est également possible de visualiser la morphologie du relief. 

En Figure 2, sont présentés les paramètres de rugosité surfacique calculés sur la totalité de la surface analysée et non par une moyenne calculée sur plusieurs longueurs de base comme en 2D. Ici, les paramètres d'intérêt pour distinguer les prothèses lisses, macrotexturées, texturées, microtexturées sont principalement Sa, Sq et Sv.


Résumé


Dans cet exemple, il a été démontré que la PO3D est un outil de microscopie adapté à la mesure des paramètres de rugosité surfacique d'intérêt, nécessaires pour l'identification de la classe de prothèses mammaires.

La PO3D permet la classification des prothèses mammaires en fonction de leur texturation de surface.

Pour plus d'applications d'analyse par PO3D ou par nos autres techniques, demandez-nous des informations.

D'autres techniques complémentaires peuvent être utilisées pour étudier la rugosité et les paramètres surfaciques tels que le MEB 3D.