Implants faciaux et biomatériaux

Le choix du biomatériau à implanter nécessite une compréhension de l'histopathologie des interactions matériau-tissus ainsi que de la réponse de l'hôte. Tous les matériaux implantaires induisent la formation d'une capsule de tissu conjonctif qui crée une barrière entre l'implant et l'hôte. Les effets indésirables résultent d'une réponse inflammatoire non résolue au matériau implanté. Le comportement de l'implant dépend également des caractéristiques configurationnelles du site d'implantation, telles que l'épaisseur de la peau sus-jacente, la cicatrisation du lit tissulaire et l'architecture de l'os sous-jacent, qui peuvent créer des conditions d'instabilité de l'implant. Par exemple, les implants situés plus profondément et recouverts d'une épaisse couche de tissus mous sont moins susceptibles d'être exposés ou déplacés. D'autres facteurs importants, tels que la prévention des hématomes, des séromes et des infections, peropératoires et postopératoires, contribuent à prévenir les interactions implant-hôte et à accroître la stabilité de l'implant.

L'implant idéal

Le matériau idéal pour un implant doit être économique, non toxique, non antigénique, non cancérigène, acceptable pour le receveur et résistant aux infections. Il doit également être inerte, facilement moulable, malléable, facile à implanter et capable de conserver sa forme initiale de manière permanente. Il doit pouvoir être facilement remodelé et ajusté aux besoins du site receveur pendant l'intervention chirurgicale, sans compromettre l'intégrité de l'implant, et être résistant à la stérilisation thermique.

Des caractéristiques de surface favorables sont essentielles à la mise en place et à la stabilisation de l'implant; paradoxalement, cela facilite également grandement son retrait et son remplacement sans endommager les tissus environnants. L'immobilisation d'un implant signifie qu'il sera fixé en place à vie. Les matériaux implantaires, comme l'élastomère de silicone, induisent la formation d'une capsule qui maintient l'implant en place, tandis que le polytétrafluoroéthylène poreux (ePTFE), moins encapsulé, est fixé avec une infiltration tissulaire minimale. Chaque type d'interaction du matériau avec l'organisme receveur offre des avantages spécifiques selon les situations cliniques. Les matériaux induisant une infiltration tissulaire importante et une fixation permanente sont souvent indésirables, surtout si le patient souhaite modifier la correction au cours des années suivantes. Le processus d'encapsulation naturel du silicone et l'infiltration superficielle minimale des implants en ePTFE garantissent l'immobilité tout en permettant leur remplacement sans endommager les tissus mous environnants.

La forme idéale d'un implant doit présenter des bords effilés qui fusionnent avec la surface osseuse adjacente, créant une transition non palpable et imperceptible avec la zone receveuse environnante. Un implant en plastique qui s'adapte parfaitement aux structures sous-jacentes devient encore moins mobile. La forme de sa surface externe doit imiter la configuration anatomique naturelle de la zone. Le nouvel implant en silicone Conform (Implantech Associates, États-Unis) est conçu pour améliorer la compatibilité avec la surface osseuse sous-jacente. Par exemple, les implants coulés avec un nouveau type de surface en maille réduisent la mémoire de forme de l'élastomère de silicone et améliorent sa flexibilité. Une meilleure adaptabilité aux surfaces osseuses irrégulières réduit le risque de déplacement et prévient la formation d'espace mort entre l'implant et l'os sous-jacent. Le regain d'intérêt pour la recherche et le développement de biomatériaux a conduit au développement d'implants composites (composés de silicone et d'ePTFE) qui promettent de combiner les avantages des deux biomatériaux en chirurgie faciale (communication personnelle, Implantech Associates et Gore, 1999).

Biomatériaux pour implants

• Matériaux polymères/polymères monolithiques
  • Polymères de silicone

Depuis les années 1950, le silicone est largement utilisé en clinique, avec un excellent profil d'innocuité et d'efficacité constant. Son nom chimique est le polysiloxane. Actuellement, seul l'élastomère de silicone peut être transformé individuellement grâce à la modélisation 3D et à la technologie de CAO/FAO (conception et fabrication assistées par ordinateur). Les caractéristiques de fabrication ont un impact sur la stabilité et la pureté du produit. Par exemple, plus l'implant est dur, plus il est stable. Un implant dont la dureté au duromètre est inférieure à 10 se rapproche des propriétés d'un gel et, avec le temps, se « grave » ou perd une partie de son contenu moléculaire interne. Cependant, les études les plus récentes sur les implants mammaires en gel de silicone n'ont montré aucun lien objectif entre le silicone et le développement de la sclérodermie, du lupus érythémateux disséminé, des vascularites systémiques, des collagénoses ou d'autres maladies auto-immunes. L'élastomère de silicone dense présente une grande inertie chimique, est hydrophobe, extrêmement stable et ne provoque pas de réactions toxiques ou allergiques. La réaction tissulaire à un implant en silicone dense se caractérise par la formation d'une capsule fibreuse sans réinsertion tissulaire. En cas d'instabilité ou de pose sans couverture adéquate des tissus mous, l'implant peut provoquer une inflammation modérée et légère, voire la formation d'un sérome. La contracture capsulaire et la déformation de l'implant sont rares, sauf si l'implant est placé trop superficiellement ou a migré vers la peau sus-jacente.

• • Polymère de polyméthacrylate de méthyle (acrylique)

Le polymère de polyméthacrylate de méthyle est fourni sous forme de mélange de poudre et, une fois catalysé, il devient un matériau très dur. La rigidité et la dureté des implants acryliques posent problème dans de nombreuses situations où des implants volumineux doivent être insérés dans de petits trous. L'implant fini s'adapte difficilement au contour de l'os sous-jacent.

• • Polyéthylène

Le polyéthylène peut être produit sous diverses consistances; la forme la plus courante actuellement est le polyéthylène poreux. Le polyéthylène poreux, également connu sous le nom de Medpore (WL Gore, États-Unis), est stable et ne provoque que peu de réactions inflammatoires. Cependant, il est dense et difficile à mouler. Sa porosité permet une importante croissance tissulaire fibreuse, ce qui assure une bonne stabilité de l'implant. Cependant, son retrait est extrêmement difficile sans endommager les tissus mous environnants, surtout si l'implant est situé dans des zones à faible couverture tissulaire.

• • Polytétrafluoroéthylène

Le polytétrafluoroéthylène regroupe un groupe de matériaux ayant leur propre historique d'utilisation clinique. Poroplast, une marque bien connue, n'est plus fabriqué aux États-Unis en raison des complications liées à son utilisation dans les articulations temporo-mandibulaires. Soumis à une contrainte mécanique importante, le matériau était sujet à une désintégration suivie d'une inflammation intense, d'une infection avec formation d'une capsule épaisse, et finalement d'une expulsion ou d'une explantation.

• • Polytétrafluoroéthylène poreux

Ce matériau a été initialement conçu pour la chirurgie cardiovasculaire. Des études animales ont montré qu'il permet une croissance limitée du tissu conjonctif, sans formation de capsule, et avec une réponse inflammatoire minimale. La réponse inflammatoire, mesurée dans le temps, est comparable à celle de nombreux matériaux utilisés pour le remodelage du visage. Ce matériau s'est avéré adapté à l'augmentation du tissu sous-cutané et à la fabrication d'implants préformés. En raison de l'absence de croissance tissulaire significative, l'ePTFE présente des avantages pour l'augmentation du tissu sous-cutané, car il peut être re-modifié et retiré en cas d'infection.

• polymères réticulés

Les polymères de treillis tels que le Marlex (Davol, États-Unis), le Dacron et le Mersilene (Dow Corning, États-Unis) présentent des avantages similaires: ils sont faciles à plier, à suturer et à façonner; cependant, ils permettent la croissance du tissu conjonctif, ce qui rend le retrait du treillis difficile. Le treillis en polyamide (Supramid) est un dérivé du nylon hygroscopique et instable in vivo. Il provoque une faible réaction de type corps étranger impliquant des cellules géantes multinucléées, ce qui, à terme, entraîne la dégradation et la résorption de l'implant.

• Métaux

Les principaux métaux utilisés sont l'acier inoxydable, le vitalium, l'or et le titane. À l'exception de quelques cas, comme les ressorts de paupière supérieure ou les restaurations dentaires, où l'or est utilisé, le titane est le métal de choix pour les implantations à long terme. Ceci est dû à sa biocompatibilité élevée, sa résistance à la corrosion, sa solidité et sa faible atténuation des rayons X lors de la tomodensitométrie.

• Phosphate de calcium

Les matériaux à base de phosphate de calcium, ou hydroxyapatites, ne stimulent pas la formation osseuse, mais fournissent un substrat sur lequel l'os peut se développer à partir des zones adjacentes. La forme granulaire des cristaux d'hydroxyapatite est utilisée en chirurgie maxillo-faciale pour augmenter le processus alvéolaire. La forme en bloc du matériau est utilisée comme implant d'interposition dans les ostéotomies. Cependant, l'hydroxyapatite s'est avérée moins adaptée aux applications d'augmentation ou d'onlay en raison de sa fragilité, de sa difficulté à se mouler et à se modeler, et de son incapacité à s'adapter aux irrégularités de la surface osseuse.

Autogreffes, homogreffes et xénogreffes

L'utilisation d'autogreffes, telles que l'os, le cartilage et la graisse autologues, est entravée par les complications liées au site donneur et la disponibilité limitée du matériel donneur. L'homogreffe de cartilage traité est utilisée pour la reconstruction nasale, mais elle est sujette à la résorption et à la fibrose au fil du temps. D'autres matériaux et formes injectables sont disponibles dans le commerce.

Ingénierie tissulaire et création d'implants biocompatibles

Ces dernières années, l'ingénierie tissulaire est devenue un domaine interdisciplinaire. Les propriétés des composés synthétiques sont modifiées pour délivrer des agrégats de cellules séparées aux receveurs, ce qui permet de créer de nouveaux tissus fonctionnels. L'ingénierie tissulaire s'appuie sur des avancées dans de nombreux domaines, notamment les sciences naturelles, la culture tissulaire et la transplantation. Ces techniques permettent de suspendre les cellules, créant ainsi un environnement tridimensionnel propice à la formation d'une matrice tissulaire. Cette matrice emprisonne les cellules, favorisant ainsi les échanges de nutriments et de gaz, et permettant ainsi la formation de nouveaux tissus sous forme de matière gélatineuse. Plusieurs implants cartilagineux ont été créés sur la base de ces nouveaux principes d'ingénierie tissulaire, notamment le cartilage articulaire, le cartilage de l'anneau trachéal et le cartilage de l'oreille. Des injections d'alginate, administrées à l'aide d'une seringue, ont été utilisées avec succès pour créer du cartilage in vivo dans le traitement du reflux vésico-urétéral. Cela a entraîné la formation de nids de cellules cartilagineuses de forme irrégulière empêchant le reflux urinaire. L'ingénierie tissulaire permet d'obtenir du cartilage de forme précise, et divers types d'implants faciaux profilés sont actuellement en cours de développement, composés de cellules immunocompatibles et de substance interstitielle. L'introduction de ces technologies réduira le nombre de complications dans les zones donneuses et, comme pour les implants alloplastiques, la durée des interventions.

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