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Nickel et matériaux à usage médical Le nitinol dans les valves endobronchiques

VOLUME 32, Nº 3, 2017

L’évolution des instruments médicaux

LA REVUE SPÉCIALISÉE DU NICKEL ET DE SES APPLICATIONS

Le nickel dans les soins médicaux

Pour améliorer la vie

ANCON BUILDING PRODUCTS

Le tunnel en chiff res • Près de 400 tonnes d’acier inoxydable ont été utilisées pour construire la charpente supportant le nouveau système de bardage du Queensway Tunnel dans le cadre d’une remise à neuf majeure.

 Les panneaux de bardage sont soutenus par une charpente légère et modulaire en acier inoxydable au nickel.

Les modules de charpente ont été fabriqués en usine et assemblés avant le transport. 

ÉTUDE DE CAS 11 REMISE À NEUF D’UN TUNNEL SOUS-FLUVIAL L

Des éléments graphiques créés par un artiste local ont été sérigraphiés sur certains des panneaux. 

e Queensway Tunnel est un tunnel routier passant sous la Mersey pour relier Liverpool et Birkenhead, dans le nord-ouest de l’Angleterre. À son inauguration en 1934, cet ouvrage de 3,24 km était le plus long de tous les tunnels sous-ﬂuviaux et sous-marins du monde. C’est en 2011, après 77 ans de service, que s’est ouvert son chantier de remise à neuf, qui devait durer 11 mois. Son ancien bardage de protection en tôles de plastique ondulées a été remplacé par de l’acier émaillé vitrifié CeramicSteel, choisi pour sa durabilité, sa résistance aux contraintes et ses faibles besoins d’entretien. Il se nettoie facilement tout en conférant au tunnel une esthétique au goût du jour. Le nouveau système de bardage augmente aussi la sécurité, grâce à une meilleure réﬂexion de la lumière offrant un gain de luminosité de 14 %. Cela réduit la consommation d’énergie et prolonge la durée de vie des lampes électriques de sept à huit ans, ce qui économise de l’argent et diminue l’empreinte carbone. Les panneaux de bardage sont portés par une charpente légère et modulaire constituée d’éléments formés à froid fabriqués à partir de 390 tonnes de feuillard d’acier inoxydable au nickel de nuance 304 (UNS S30400), choisie en raison des conditions rigoureuses qui règnent à l’intérieur des tunnels routiers. Un calendrier de nettoyage très strict a été fixé de manière à prévenir l’encrassement et l’accumulation de contaminants tels que chlorures et sulfates, qui pourraient entraîner une corrosion localisée. La charpente en acier inoxydable est conçue pour être aussi légère que possible, afin de réduire le coût des matériaux et de faciliter une installation rapide n’ayant qu’un très faible impact sur le fonctionnement normal du tunnel. Il fallait aussi que la charpente soit facile à démonter et que les panneaux soient remplaçables en cas de dégâts, résultant par exemple d’un choc de véhicule. Chaque module de charpente supporte un seul panneau de bardage. La méthode innovante utilisée, qui consiste à ancrer de solides rails inférieurs et supérieurs à la paroi du tunnel, puis à fixer les modules de charpente sur ces rails, a considérablement réduit le temps d’installation. Ce processus a également diminué les perturbations pour les usagers du tunnel.

2 ÉTUDE DE CAS

• Chantier initial : De 1925 à 1934, pour 8 millions de livres sterling de 1934 • Longueur : 3,24 km • Dimensions : 13,4 m de diamètre, quatre voies de circulation (deux dans chaque sens), 35 000 véhicules par jour • Coût de la remise à neuf : 7 millions de livres sterling de 2011 • Nombre de panneaux d’acier émaillé vitriﬁé : 6 000, pour une surface de 36 000 m2 • Poids total du système de bardage : Environ 900 tonnes • Poids de l’acier inoxydable : Environ 400 tonnes • Charpente : Acier inoxydable austénitique de nuance 304 (UNS S30400) contenant environ 8,3 % de nickel • Ancrages : La charpente est fixée à la paroi du tunnel par 48 000 éléments d’ancrage en acier inoxydable de nuance A4, de composition équivalente à celle de la nuance 316 (UNS S31600). • Crochet principal de chaque panneau : Acier inoxydable duplex (UNS 32 205) contenant 5,5 % de nickel, choisi pour sa résistance mécanique supérieure • La remise à neuf a duré 11 mois et s’est achevée en novembre 2011. • Éléments graphiques créés par un artiste local et sérigraphiés sur certains des panneaux émaillés : premier bardage de tunnel en Europe à incorporer une œuvre d’art public • En septembre 2009, une scène du ﬁlm Harry Potter et les Reliques de la Mort (Première partie) a été tournée dans ce tunnel. La version intégrale de cette étude de cas est disponible en téléchargement sur le site du Nickel Institute : www.nickelinstitute.org

NICKEL, VOL. 32, Nº 3, 2017

La revue spécialisée du nickel et de ses applications ISTOCK.COM/MONSTARRR_

La revue Nickel est publiée par le Nickel Institute. www.nickelinstitute.org Président : David Butler Rédactrice en chef : Clare Richardson Collaborateurs : Parul Chhabra, Gary Coates, Peter Kelly-Detwiler, Richard Matheson, Geir Moe, Kim Oakes, Kristina Osterman, Tony Newson, Lissel Port, Nigel Ward

Coordonnées du Nickel Institute : Rue Belliard 12 1040 Bruxelles, Belgique Tél. : +32 2 290 3200 communications@nickelinstitute.org Les articles sont destinés à l’information générale du lecteur et celui-ci ne doit pas s’y fier pour des applications particulières sans avoir obtenu au préalable les conseils de spécialistes compétents. Bien que les informations données soient considérées comme techniquement exactes, le Nickel Institute, ses membres, son personnel et ses consultants ne garantissent pas leur adéquation à quelque usage particulier ou général que ce soit et déclinent toute responsabilité à leur égard.

LE NICKEL DANS LES SOINS MÉDICAUX Les matériaux contenant du nickel, comme les aciers inoxydables, sont connus pour être sans danger, hygiéniques et faciles à nettoyer. En raison de ces propriétés, ils s’emploient largement dans le secteur médical, notamment pour les instruments chirurgicaux, les implants, le matériel hospitalier et, plus en amont, les équipements servant à fabriquer les médicaments nécessaires pour sauver des vies. Et l’emploi eﬃcace de ces matériaux ne date pas d’aujourd’hui. L’acier inoxydable s’utilise pour les scalpels, les implants et les pinces d’extraction dentaire (appelées « daviers ») depuis les années 1920.

ISSN 0829-8351

Couverture : Constructive Communications Photos de couverture : iStockPhoto.com © Eraxion

SOMMAIRE Étude de cas Le Queensway Tunnel. . . . . . . . . . . . . . . . . 2 Point de mire Éditorial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 Dossier spécial Sensibilité au nickel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Nickel et matériaux à usage médical. . . 5-7 L’implant Earfold® . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 Le nitinol. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 La valve endobronchique . . . . . . . . . . . . . 9 Instruments médicaux . . . . . . . . . . . . 10-11 L’impression 3D en médecine . . . . . . . . 12 Des nanofils lecteurs de neurones. . . . 13 Stimulateurs cardiaques . . . . . . . . . . . . . . 15 La désinfection en milieu hospitalier . . . 15 Applications Un reﬂet de la terre. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 En bref Codes UNS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 Liens Web. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

NICKEL, VOL. 32, Nº 3, 2017

Milliers de tonnes

Imprimé au Canada, sur papier recyclé, par Hayes Print Group

UTILISATION DU NICKEL DANS LES APPAREILS MÉDICAUX TCAC DE 7 %

SOURCE : ROSKILL PARISER

Conception graphique : Constructive Communications

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L’hygiène est la toute première priorité du secteur médical, et l’emploi universel des aciers inoxydables dans le matériel hospitalier témoigne de leur facilité de nettoyage. Comme le montre une récente étude réalisée de concert par l’Université métropolitaine de Manchester et par AgroParisTech (voir page 15), l’acier inoxydable résiste durablement à l’emploi des produits de désinfection corrosifs. Le nickel peut aussi conférer d’autres propriétés essentielles à certains matériaux critiques. Par exemple, les alliages à mémoire de forme constitués de nickel et de titane, communément appelés « nitinol », offrent un faisceau de propriétés particulièrement utile pour les stents autodéployables servant à traiter les pathologies vasculaires, ou encore pour les équipements d’imagerie par résonance magnétique (IRM), qui apportent une visualisation inégalée des tissus mous (cerveau, cœur, muscles, tumeurs, etc.) sans exposer les patients à des rayonnements ionisants. Tout système d’IRM s’articule autour d’un aimant de grande puissance (jusqu’à 300 000 fois plus puissant que le champ magnétique terrestre) qui dépend largement de l’acier inoxydable au nickel utilisé dans sa construction. Ce n’est donc pas seulement en raison de leur résistance à la corrosion que les aciers inoxydables austénitiques contenant du nickel jouent un rôle vital en médecine. Leur résistance aux températures ultra basses (-269 °C) les rend indispensables dans les cuves et réservoirs d’azote liquide utilisés en cryochirurgie pour l’ablation des tissus anormaux. Et leur amagnétisme en fait des matériaux de structure idéaux pour la fabrication d’appareils capables de sauver des vies. Le nickel continue d’apporter sa contribution, invisible, mais essentielle au secteur médical. Ce numéro de Nickel ne dévoile que quelques-unes des manières dont les matériaux au nickel innovants améliorent des vies. Clare Richardson Rédactrice en chef

POINT DE MIRE 3

SENSIBILITÉ AU NICKEL

OÙ SE NICHE LE NICKEL ?

Évaluation du risque

’acier inoxydable est l’un des matériaux les plus souvent utilisés dans les dispositifs médicaux et dans le matériel hospitalier. Il est biocompatible, résistant à la corrosion et facile à nettoyer et à stériliser. Il existe une distinction entre les aciers inoxydables employés dans les implants, comme le 316LVM (UNS S31673), et ceux d’usage plus courant, comme le 316L (UNS S31603), utilisés par exemple dans les sondes et les écarteurs, qui restent en contact avec la peau de manière transitoire (normalement moins de 60 minutes) ou à court terme (généralement pas plus de 30 jours). Ces dernières années, un autre alliage contenant du nickel, le nitinol (UNS N01555), s’est imposé dans certaines applications biomédicales (comme les stents et les appareils orthodontiques) en raison de ses précieuses propriétés de mémoire de forme.

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Les matériaux utilisés dans les implants, et en particulier dans les prothèses articulaires, sont généralement bien tolérés. Les plaintes associées aux implants résultent plus souvent d’infections ou de problèmes mécaniques, mais dans de rares cas, elles peuvent aussi résulter de réactions allergiques. Les allergènes responsables sont généralement le chrome, le cobalt, certains composants des ciments chirurgicaux, et le nickel. « Des tests épicutanés réalisés chez des patients déjà sensibilisés au nickel ont montré que les aciers inoxydables à teneur en soufre faible ou moyenne, comme la “nuance chirurgicale” 316, ne produisaient pas un nombre statistiquement significatif de réactions allergiques », fait observer Kate Heim, toxicologue senior à la NiPERA (Nickel Producers Environmental Research Association). « On s’accorde généralement à dire que ces aciers inoxydables n’entraînent pas de réaction allergique au nickel, à part peut-être chez certaines personnes hypersensibilisées. » Les normes actuelles limitent la composition des implants à des matériaux ne libérant que de faibles quantités de métaux dans les tissus et liquides organiques environnants. De plus, l’emploi du couple plastique-acier inoxydable diminue largement l’usure par frottement des prothèses articulaires. Cela explique le taux de réussite des arthroplasties de la hanche, qui reste élevé même lorsque les patients présentent déjà des allergies aux métaux.

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« Les patients déjà allergiques au nickel ou inquiets des effets secondaires éventuels des implants en alliage au nickel doivent en parler avec leur médecin avant l’opération », conseille Kate Heim.  Kate Heim, toxicologue senior à la NiPERA

4 DOSSIER SPÉCIAL

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ISTOCK.COM/CZGUR

Le nickel dans les matériaux médicaux

POUR AMÉLIORER LA VIE L

es progrès des techniques médicales prolongent la vie partout dans le monde, et ces avancées sont stimulées par les nouveaux emplois des métaux et alliages dans les applications médicales internes et externes. En 2016, plus de 50 millions d’opérations chirurgicales ont été réalisées rien qu’aux États-Unis. Alors que ce chiffre augmente chaque année, la demande d’interventions mini-invasives progresse également, car elle offre de nombreux avantages intéressants, notamment un raccourcissement des temps de récupération et une réduction de l’impact global sur le patient pendant l’opération. L’acier inoxydable reste le matériau le plus souvent utilisé dans les instruments médicaux, en raison de sa polyvalence, de sa biocompatibilité et de son coût relativement modique. D’autres matériaux, comme le titane et l’alliage cobalt-chrome, ont aussi contribué aux avancées. Le nitinol (UNS N01555), un alliage nickeltitane à mémoire de forme, est un véritable champion parmi les métaux à usage médical, et son usage ne cesse de croître dans de nombreuses applications. Le nitinol ouvre la voie Le nitinol est un matériau extraordinaire offrant des propriétés de mémoire de forme et de super-élasticité. Cet alliage à 55 % de nickel et 45 % de titane est intéressant pour les implants médicaux. Il est biocompatible et, en raison de ses propriétés exceptionnelles, il a remplacé l’acier inoxydable dans de nombreuses applications au cours des 10 dernières années. Dans le domaine de la santé, les fils de nitinol s’utilisent principalement sous la forme de guides vasculaires, de guides endoscopiques et d’arcs dentaires. Chaque année, plusieurs centaines de tonnes de nickel entrent dans la fabrication de fils de nitinol ou d’acier inoxydable à usage médical,

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qui servent ensuite à améliorer ou à sauver des vies. Un rapport de recherche publié en 2014 par le cabinet Grand View Research note ce qui suit : « Le marché mondial des fils-guides devrait atteindre 2,19 milliards de dollars d’ici 2020. La prévalence croissante des affections visées, conjuguée au vieillissement démographique, devrait faire augmenter la demande de fils-guides au cours des six prochaines années. » Un fil-guide médical est un fil mince et souple que le chirurgien introduit dans l’organisme pour guider un instrument de plus grand diamètre, tel qu’une sonde d’alimentation ou différents types de cathéters. D’abord utilisé dans les interventions coronariennes, le fil-guide fait désormais partie intégrante d’un nombre croissant d’opérations médicales et son usage ne cesse de croître et de s’étendre à un plus grand nombre de spécialités. « Le fil de nitinol peut supporter une déformation de 8 % et offre 16 fois autant de super-élasticité que l’acier inoxydable, qui peut supporter une déformation d’environ 0,5 % avant d’être déformé au point de ne plus reprendre sa forme initiale. Prenez par exemple un trombone en nitinol. Si vous le pliez à 90 degrés, il reprend sa forme

DOSSIER SPÉCIAL 5

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d’origine », explique David Plumley, responsable des produits en nitinol chez Fort Wayne Metals, un grand fournisseur de fils de nitinol et d’acier inoxydable à usage médical établi à Fort Wayne, dans l’Indiana. « Le fil de nitinol offre une excellente réponse en poussée axiale, une bonne résistance à la plicature et la capacité de conserver sa rectitude. Ce sont là des propriétés très précieuses pour un fil-guide. Notre production de nitinol a connu une croissance annuelle de 10 % au cours des 10 dernières années et nous voyons des possibilités de croissance continue dans l’avenir, dans les secteurs médicaux et non médicaux. » Ce matériau joue aussi un rôle important pour renforcer certains cathéters, dans lesquels deux couches de polymère encapsulent un tressage en nitinol servant d’armature à l’ensemble.

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 Guide vasculaire

 La mémoire de forme du nitinol

FORT WAYNE METALS RESEARCH PRODUCTS CORP

 Arc dentaire

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 Câbles orthopédiques

 Un stent sur son guide à l’intérieur d’un vaisseau 6 DOSSIER SPÉCIAL

Des stents supportant de grandes déformations La capacité du nitinol à supporter une grande déformation, conjuguée à sa compatibilité avec la chimie et la physiologie de l’organisme, en fait un matériau intéressant dans la conception et la fabrication des dispositifs médicaux, et en particulier des stents. Les stents en nitinol peuvent être façonnés à une température donnée, repliés à un plus petit diamètre à une autre température, puis introduits dans une artère, où la chaleur de l’organisme ramène le matériau au-dessus de sa température de transformation pour qu’il reprenne sa taille d’origine. Les stents vasculaires en nitinol sont fabriqués à partir de tiges évidées à la mèche à canon. Une fois découpées exactement aux dimensions voulues, ces tiges sont usinées au laser. Le stent vasculaire est généralement un tube de 25,4 mm (1 pouce) de diamètre qui est « comprimé » à un diamètre de 6 à 7 mm (1/4 de pouce) avant d’être inséré dans un dispositif de pose cylindrique et introduit dans l’aorte du patient. Une fois libéré dans l’artère, le stent se déploie de luimême pour reprendre sa forme d’origine et réparer l’anévrisme. Emplois des aciers inoxydables à haute résistance « Les fils d ’acier inoxydable austénitique de nuances 302 [UNS S30200], 304 [UNS S30400] et 316L [UNS S31603] ont de nombreux usages médicaux », rappelle Austin Lucas, de Fort Wayne Metals. Le diamètre de ces fils à usage médical varie entre 2,54 mm et 0,101 6 mm, et peut être encore plus faible. « Les alliages inoxydables sont des matériaux intéressants en raison des résistances élevées (de 400 000 à plus de

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pureté et de maîtrise de la structure chimique est nécessaire pour garantir le maintien d’une bonne résistance à la fatigue, qui est de la plus haute importance dans de nombreux usages médicaux.

Le nitinol, un alliage à 55 % de nickel et 45 % de titane, est un matériau intéressant pour les implants médicaux.

Broches, clous et aiguilles Les broches de Kirschner et de Steinmann, que les chirurgiens orthopédistes utilisent pour la contention des fractures, pour la reconstruction osseuse et pour guider l’insertion d’autres implants, sont composées d’un acier 316L spécial. Elles peuvent aussi être implantées en percutané, pour appliquer une force de traction au système osseux. Une fois que l’os s’est consolidé, quatre à six semaines plus tard, les broches sont retirées. La nuance 316L s’utilise aussi pour les câbles orthopédiques. Les fils inoxydables utilisés pour les implants médicaux sont produits par refusion à l’arc sous vide, un procédé consistant à soumettre les matériaux à une deuxième fusion pour parfaire leur homogénéité chimique et mécanique. Ce degré élevé de

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résistance et une ductilité exceptionnellement élevées pour résister à la flexion et à la rupture, tout en offrant la rigidité et la capacité de pénétration requises pour offrir une bonne réponse aux gestes du chirurgien. Pour satisfaire à ces impératifs de haute performance, les aiguilles chirurgicales sont souvent composées d’alliages inoxydables martensitiques à durcissement structural, tels que le Custom 455® (UNS S45500) et le Custom 470®. Une quête ininterrompue d’applications innovantes Plusieurs autres fils de spécialité contenant du nickel ont des usages médicaux, comme ceux en alliage cobalt-chrome-nickel-fer, connu sous les appellations FWM 1058®, Elgiloy®, Phynox® et Conichrome® (UNS R 30003), qui s’utilisent notamment dans les stents maillés, les filtres, les sondes de stimulateur cardiaque et les implants orthopédiques. Un autre exemple est celui de l’alliage cobalt-nickel-chrome-molybdène, connu entre autres sous l’appellation 35NLT® (UNS R 30035), qui offre un module d’élasticité élevé et s’utilise dans les sondes de stimulation cardiaque, les stylets, les cathéters, les câbles d’orthopédie et les implants permanents. Les progrès des techniques médicales vont de pair avec la disponibilité de matériaux haute performance offrant des propriétés hors du commun. Les matériaux biocompatibles tels que le nitinol et les alliages au nickel doivent non seulement répondre aux besoins actuels des concepteurs de dispositifs médicaux, mais aussi leur apporter les contours de nouvelles idées et possibilités. Avec la recherche constante de nouvelles applications, ce sont assurément des matériaux extraordinaires propres à inspirer de futures innovations.

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Lors d’une opération à cœur ouvert, le chirurgien doit ouvrir la cage thoracique en sectionnant le sternum pour atteindre l’organe. À l’issue de l’opération, il doit refermer la cage thoracique en réunissant les deux hémisternums au moyen de fils d’acier à usage médical, qui sont généralement en acier inoxydable 316L. La chirurgie vasculaire utilise souvent des fils d’acier inoxydable 304 pour guider l’introduction des dispositifs dans les veines et les artères. Certains modèles d’endoprothèse sont également en acier inoxydable 304. Les aciers inoxydables 304 et 302 entrent également dans la fabrication des stylets, mandrins, ressorts, aiguilles et cathéters. Dans de nombreuses interventions chirurgicales, les plaies sont refermées au moyen d’agrafes, et celles-ci sont en d’acier inoxydable 316L ou 304. Cette dernière nuance s’utilise aussi pour les arcs dentaires.

 Fils utilisés pour refermer un sternum

 Broches de Kirschner

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endoscopie, orthopédie, orthodontie et implantologie dentaire.

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Le fil d’acier inoxydable médical sert aussi à fabriquer des aiguilles. Les aiguilles chirurgicales, par exemple, doivent présenter une

 Aiguilles chirurgicales

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500 000 psi) pouvant être obtenues par écrouissage, par exemple 450 000 psi pour un fil de 0,127 mm. Cela est important pour fabriquer les pièces de très petites dimensions et de très faible épaisseur requises dans de nombreux dispositifs médicaux. » Ils ont un large éventail d’utilisations en chirurgie endovasculaire, neurostimulation,

 Sondes de stimulateur cardiaque DOSSIER SPÉCIAL 7

NITINOL Un avenir qui prend forme

 Grâce aux propriétés de mémoire de forme du nitinol,

l’implant Earfold® corrige les oreilles décollées.

WWW.EARFOLD.CO.UK

Croyez-en vos oreilles

Comment le nitinol aide à remodeler les pavillons décollés

out le monde aime à entendre de bonnes nouvelles. Pour ceux que leurs oreilles embarrassent parce qu’elles dépassent, il existe désormais un moyen plus simple et moins invasif de les repositionner, grâce aux propriétés exceptionnelles du nitinol (UNS N01555), un alliage superélastique léger composé de nickel et de titane.

La technique Earfold® utilise un petit implant de forme arrondie préétablie. Son insertion dans le pavillon de l’oreille se fait sous anesthésie locale, au moyen d’un dispositif à main qui le déplie et le maintient à plat. Une fois mis en place et libéré, l’implant Earfold® reprend sa forme incurvée et repositionne ainsi le pavillon de l’oreille à l’angle prévu avant l’opération. Tout cela grâce aux remarquables propriétés de mémoire de forme du nitinol. Inspiré par un cintre Dans un entretien donné en 2017, son inventeur, le docteur Norbert Kang, raconte : « Mon intention était d’offrir aux patients et aux chirurgiens une option de traitement qui soit plus rapide et plus prévisible, qui réduise les taux de récidive et d’infection, qui donne aux patients une certaine prise sur le résultat final et qui soit réversible et corrigible. » Auparavant, le docteur Kang corrigeait les oreilles décollées au moyen d’une technique consistant à courber et à suturer le cartilage

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Lorsque le nitinol est au-dessus de sa température de transition, il est superélastique. Cela est dû au fait que, dans les zones soumises à une contrainte, il se forme de la martensite même si la température reste supérieure à celle où cela se produit normalement. Lorsque la contrainte est retirée, cette martensite revient à l’état austénitique non déformé. Alors que la plupart des métaux ne peuvent tolérer qu’une déformation minime (d’une petite fraction d’un pour cent) avant de changer définitivement de forme, le nitinol peut subir une déformation de 8 % et reprendre sa forme d’origine.

Son principal objectif était d’éviter certains problèmes inhérents aux techniques d’otoplastie usuelles, qu’elles soient chirurgicales ou non. L’emploi du nitinol l’a aidé à atteindre son but.

De même, par l’effet de mémoire de forme, le nitinol reprend sa structure initiale après déformation. Lorsqu’on imprime une forme particulière au nitinol alors qu’il est au-dessus de sa température de transition, ses propriétés de mémoire de forme lui permettront de reprendre cette forme d’origine après avoir subi une déformation alors qu’il est en dessous de cette température. Un simple réchauffement du nitinol suffit à retransformer la martensite produite par la déformation en austénite annulant cette dernière.

« L’alliage a un certain nombre de propriétés importantes, comme la super-élasticité et la mémoire de forme. En conséquence, quand l’implant Earfold® est inséré dans l’avant de l’oreille, il replie et remodèle le cartilage sousjacent selon la forme préprogrammée dans le dispositif. »

Ces propriétés du nitinol sont de plus en plus mises à profit pour la fabrication de produits de santé tels que stents, implants et montures de lunettes. Un stent doit être fortement comprimé pour pouvoir être inséré dans une artère, mais une fois libéré, il se déploie largement pour épouser sa paroi interne et maintenir son ouverture.

du pavillon, mais il s’est demandé s’il pouvait fabriquer un implant qui produirait le même résultat. L’idée a germé alors qu’il manipulait un simple cintre en fil de fer dans son garage.

Des résultats naturels Si le nitinol est le véritable héros de cette technique innovante, les résultats doivent aussi beaucoup au placage or 24 carats de l’implant, qui le rend moins visible sous la peau. Ces deux substances sont biocompatibles (tolérées par l’organisme) et s’utilisent largement dans beaucoup d’autres produits de santé. La technique Earfold® s’utilise depuis 2011, et les données recueillies continuent de confirmer que l’implant corrige les oreilles décollées de manière fiable et durable. Les oreilles ont une allure naturelle et le taux de satisfaction des patients est élevé. Ainsi, le nitinol permet de rabattre les oreilles décollées, pour ne plus se les faire rebattre.

WWW.ANDRAMED.COM/

Réparation et récupération plus rapides Convenant aux adultes et aux enfants dès l’âge de sept ans, la technique Earfold® est une nouvelle option de traitement propre à remplacer l’opération chirurgicale traditionnelle, appelée otoplastie. Elle connaît un succès croissant ces dernières années en raison de ses avantages : possibilité de prévisualiser le résultat, opération simple ne durant que 20 minutes et temps de récupération plus court.

n tant qu’alliage de nickel et de titane en proportions atomiques à peu près équivalentes, le nitinol présente des propriétés de super-élasticité et d’effet de mémoire de forme hors du commun. Ces propriétés résultent d’une transition de phase (une transformation de la structure cristalline). En dessous de la température de transition, sa microstructure est celle de la martensite, tandis qu’au-dessus de cette température, c’est celle de l’austénite.

 Le U-Flex : un stent auto-expansible en nitinol WWW.THINOPTICS.COM/FLEXIBLE-READING-GLASSES

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 Pont de lunettes en nitinol

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PULMONX

 La valve est posée dans la profondeur des bronchioles et ne laisse passer l’air que dans un sens.

Les valves endobronchiques font des merveilles Pour mettre la pression sur les maladies respiratoires

eaucoup de patients dans le monde respirent plus facilement grâce à une minuscule valve implantée dont le fonctionnement rappelle beaucoup celui des bouchons de flacon souple tête en bas, et cette valve contient du nickel. La valve endobronchique Zephyr est une valve anti-reflux en silicone entourée d’un panier rétractable externe en fil de nitinol (UNS N01555), semblable à un stent vasculaire. Elle aide le patient à expirer l’air des poumons plus efficacement.

dans la profondeur des minuscules ramifications pulmonaires appelées bronchioles. Une fois installée, elle ne laisse passer l’air qu’à l’expiration. Et c’est ce qui rend son fonctionnement semblable à celui d’un bouchon de flacon souple tête en bas.

Ce dispositif a ouvert la voie à une opération mini-invasive, plus simple et moins dommageable, capable de soulager les patients handicapés par une maladie pulmonaire chronique les empêchant de faire ne serait-ce que quelques pas sans s’essouﬄer.

L’opération se fait sous anesthésie et dure 45 minutes. Pour poser le dispositif, le chirurgien utilise un mince tube souple, appelé bronchoscope, qu’il enfile dans les poumons en passant par la bouche et la trachée. Une fois qu’il a bien positionné le dispositif, il libère le panier en fil de nitinol et celui-ci se déploie et se fixe dans la bronchiole.

Pour réguler le débit d’air et améliorer la respiration PulmonX, fabricant de la valve endobronchique Zephyr, présente celle-ci comme un moyen de réduire le volume pulmonaire afin d’améliorer nettement la fonction pulmonaire, la capacité à l’effort et la qualité de vie. La valve est posée sous guidage endoscopique

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Cela permet de bien isoler les parties malades des poumons. Même si le volume pulmonaire en est réduit, la valve améliore la respiration. En effet, l’air s’écoule seulement dans les parties saines de l’organe, et celles-ci fonctionnent plus efficacement.

Une qualité de vie améliorée PulmonX souligne que, parmi les thérapies endoscopiques visant à réduire le volume pulmonaire, la valve Zephyr est celle qui s’appuie sur le plus de données cliniques probantes, avec quatre essais contrôlés randomisés achevés, deux autres en cours, et des études de sécurité et d’efficacité approfondies. De multiples essais cliniques ont démontré ses avantages, et elle a déjà servi à traiter 12 000 patients dans le monde. Le Dr Samuel Kemp, pneumologue consultant du centre de soins du NHS regroupant les hôpitaux Harefield et Royal Brompton de Londres, et directeur d’une récente étude utilisant la valve Zephyr, témoigne : « Après l’opération, les patients respirent plus facilement, marchent plus loin, s’habillent seuls et ont généralement une meilleure qualité de vie. » « Les difficultés respiratoires gâchent la vie et conduisent à craindre tout effort. Mais ce traitement restaure la confiance et la qualité de vie sans chirurgie invasive, et il pourrait convenir à beaucoup plus de patients emphysémateux. »

DOSSIER SPÉCIAL 9

L’ÉVOLUTION DES

INSTRUMENTS MÉDICAUX Comment l’acier inoxydable accompagne la course au progrès des instruments chirurgicaux

artout dans le monde, un secteur en plein essor stimule l’innovation et le perfectionnement dans l’usage des aciers inoxydables. Le marché mondial des instruments et appareils chirurgicaux devrait doubler au cours des 10 prochaines années. Estimé à 10,5 milliards de dollars en 2016 par le cabinet Grand View Research, il devrait atteindre 20,3 milliards de dollars d’ici 2025.

temps de récupération. Ensuite parce qu’elles produisent de plus petites incisions et nettement moins de lésions tissulaires, de sensations désagréables et de tissus cicatriciels.

La chirurgie mini-invasive : moins d’efforts pour plus de résultats Les chirurgiens optent de plus en plus souvent et autant que possible pour des interventions mini-invasives. Pourquoi ? D’abord parce qu’elles sont généralement plus sûres pour les patients et qu’elles réduisent fortement leurs

Elles ont aussi le grand avantage d’offrir plus de précision et d’exactitude, grâce à la vidéoassistance, qui permet au chirurgien de visualiser les organes internes en temps réel sur une image agrandie selon les besoins.

Tandis que les instruments à main tels que pinces, spatules, écarteurs et dilatateurs représentent la plus grande part du marché, le segment des appareils électrochirurgicaux connaîtra une croissance régulière grâce à l’essor de la chirurgie mini-invasive (CMI).

10 DOSSIER SPÉCIAL

Elles incluent notamment la cœlioscopie (ou laparoscopie) et les autres opérations endoscopiques. La cœlioscopie s’effectue par une minuscule incision abdominale, tandis que les autres endoscopies, qu’elles soient

NICKEL, VOL. 32, Nº 3, 2017

our répondre à l’essor de la demande dans le secteur médical, Carpenter Technology, une entreprise de Philadelphie (Pennsylvanie), a mis au point un certain nombre d’alliages de spécialité contenant du nickel, dont les suivants :

diagnostiques ou thérapeutiques, se font par un orifice naturel de l’organisme ou par les vaisseaux, au moyen de fins instruments spécialement conçus. De l’habileté manuelle à la robotique Actuellement, la plupart des opérations mini-invasives font intervenir la main du chirurgien. Cependant, les grandes avancées de la robotique permettent déjà aux chirurgiens de réaliser des interventions plus délicates demandant plus de minutie, et apportent ainsi des avantages inestimables, notamment en chirurgie du système nerveux et du rachis. Les robots chirurgicaux sont destinés à offrir des commandes plus intuitives, une meilleure visualisation et une plus grande dextérité, de manière à pouvoir réaliser des interventions plus complexes dans des espaces plus restreints. Des instruments qui évoluent au rythme des techniques Plus les instruments chirurgicaux ont de conditions à satisfaire, plus élevées sont les attentes à l’égard des matériaux qui les constituent. Il est alors essentiel d’employer les alliages répondant le mieux aux critères de performances et de rentabilité. Tous les instruments chirurgicaux sont exposés aux liquides organiques et aux modalités de nettoyage pré- et postopératoires. Celles-ci font intervenir des solutions désinfectantes, ainsi qu’un appareil appelé autoclave, qui utilise de la vapeur saturée à haute pression pour détruire les bactéries, spores et germes résistants à l’eau bouillante et aux détergents puissants.

ISTOCK.COM/3ALEXD

Les instruments d’aujourd’hui doivent être autoclavables, c’est-à-dire résister à ce processus. Les différents alliages sont sélectionnés selon leur limite d’élasticité, leur dureté et leur résistance à la corrosion, aux contraintes mécaniques, aux chocs, à la fatigue et à l’usure, chaque application nécessitant une combinaison particulière de ces propriétés. Instruments tubulaires et non tranchants Les alliages inoxydables austénitiques de nuance 304 ou 304L (UNS S30400 ou S30403) et 316 ou 316L (UNS S31600 ou S31603) s’utilisent couramment dans les dispositifs médicaux et instruments non tranchants nécessitant une bonne résistance à la corrosion et une résistance modérée aux contraintes. L’acier inoxydable 304, avec sa

NICKEL, VOL. 32, Nº 3, 2017

• UNS S20161 (Cartech Gall-Tough®), un acier

résistance aux contraintes améliorée, est souvent le matériau de choix pour les éléments tubulaires. Pour les instruments médicaux de ce type, qui font intervenir des formes complexes, la remarquable formabilité des aciers inoxydables austénitiques est une propriété essentielle, de même que leur surface lisse, nécessaire pour faciliter le nettoyage. Ces alliages servent à fabriquer des instruments chirurgicaux et dentaires tels que pinces, clamps, trocarts et tubes d’aspiration, qui ne sont pas soumis à des forces de torsion ou à des contraintes élevées. Instruments à bord tranchant ou supportant des charges Les aciers inoxydables martensitiques de nuances 410 (UNS S41000), 416 (UNS S41600), 420 (UNS S42000), 431 (UNS S43100) et 440 (UNS S44002/3/4) s’utilisent largement dans les instruments médicaux et dentaires devant offrir une dureté et une robustesse suffisantes pour supporter des charges, tels qu’instruments de coupe, curettes à os, ciseaux dentaires, pinces d’orthodontie et scalpels. Les aciers inoxydables à durcissement structural tels que le 17-4 PH (UNS S17400) s’emploient aussi dans les instruments chirurgicaux, en particulier pour les longues tiges étroites et les minuscules mécanismes de saisie utilisés en chirurgie mini-invasive. De nouvelles solutions aux problèmes d’autoclavage Avec la généralisation de l’autoclavage, les aciers inoxydables martensitiques n’offrent pas forcément la résistance à la corrosion requise et peuvent se détériorer prématurément. Les fabricants d’instruments dentaires et chirurgicaux ont constaté des problèmes de perte de tranchant, d’usure et de grippage, qui se traduisent par des instruments émoussés et moins efficaces risquant d’introduire des débris métalliques dans les plaies.

inoxydable austénitique renforcé à l’azote, riche en silicium et en manganèse, contenant 5,2 % de nickel.

• Cartech Gall-Tough PLUS® (code UNS en instance), une version du précédent contenant 8 % de nickel pour offrir une plus grande résistance à la corrosion. Ces deux nuances offrent une résistance à la corrosion semblable à celle des nuances 304 et 316, mais une limite d’élasticité supérieure et une plus grande résistance à l’usure et au grippage.

• UNS 45000, un alliage martensitique à durcissement structural contenant 6,5 % de nickel et offrant une assez bonne résistance à la corrosion, une bonne ductilité et une grande résistance aux contraintes, le tout au moyen d’un simple traitement thermique.

• UNS S45500, un alliage martensitique à durcissement structural contenant 8,3 % de nickel pouvant acquérir différents degrés de résistance aux contraintes simplement au moyen de différents régimes de traitement thermique, et ce sans problèmes de distorsion ; il est excellent pour les minuscules mécanismes de saisie utilisés à l’extrémité distale des instruments d’endoscopie en CMI. Les techniques chirurgicales de pointe nécessitent des instruments qui résistent à la rupture, à la distorsion et aux autres défaillances lors des interventions.

• UNS S46500 Custom 465®, un alliage inoxydable martensitique à durcissement structural contenant 11 % de nickel et alliant de manière exclusive une grande résistance au choc, à la fatigue et à la corrosion et une excellente résistance à la traction après entaille pour les éléments de moins de 20 mm de diamètre. Ces propriétés facilitent la conception des instruments allongés de faible section transversale tels que les dispositifs d’arthroscopie et les guides de microchirurgie et de CMI, ainsi que celle des instruments de coupe et de modelage, qui doivent conjuguer dureté et résistance à la perte de tranchant.

La réponse à ces problèmes passe par la production de matériaux innovants répondant exactement aux besoins d’un secteur des instruments chirurgicaux en pleine évolution. Et les matériaux contenant du nickel jouent un rôle important dans ces innovations.

CARPENTER TECHNOLOGIES

ISTOCK.COM/JMIMAGES

Alliages spécialisés

DOSSIER SPÉCIAL 11

ISTOCK.COM / ALEX-MIT

DES IMPLANTS MIEUX AJUSTÉS

Le nickel dans le futur de l’impression 3D en médecine

La fabrication additive améliore l’ajustement des prothèses articulaires Les prothèses articulaires sont en tête de liste. Des millions de personnes dans le monde en portent déjà. En fait, rien qu’aux États-Unis, les chirurgiens posent chaque année plus d’un million de prothèses totales de hanche ou de genou. Ces prothèses articulaires sont soit entièrement en métal, soit constituées en grande partie de métal. Parmi les nombreux métaux utilisés, l’acier inoxydable, les alliages de nickel et le titane occupent une place importante en raison de leur durabilité et de leur résistance à la corrosion dans l’organisme humain. Pour l’instant, ces prothèses sont des modèles de série offerts en tailles standardisées, mais cela pourrait bientôt changer. La fabrication additive (qui consiste à concevoir un élément sur ordinateur et à le produire par impression 3D) laisse entrevoir la possibilité de façonner des prothèses répondant exactement aux besoins de chaque patient. Ce domaine fait l’objet d’abondantes recherches destinées à améliorer la conception, la fonctionnalité et la rentabilité des implants. Le principal avantage de la fabrication additive est de loin sa capacité à reproduire la

complexité de l’os. Il est difficile de réaliser une structure complexe offrant la porosité et la texture requises pour que l’os naturel épouse l’implant artificiel. Différentes techniques sont mises à l’essai, mais rien ne se rapproche du but de manière aussi prometteuse que la fabrication additive. Un brillant avenir pour les stents imprimés en 3D En même temps, un tout nouveau domaine d’utilisation des implants en alliage de nickel est sur le point de décoller : celui de la médecine vasculaire et du traitement des vaisseaux sanguins. On ne dispose guère de chiffres mondiaux, mais rien qu’aux États-Unis, les chirurgiens implantent plus de 500 000 stents par an. Il s’agit de petits tubes maillés en métal qui servent à maintenir l’ouverture des artères coronaires pour laisser circuler le sang. Dans ce domaine, le nitinol (UNS N01555), un alliage nickel-titane créé il y a 50 ans, s’est montré supérieur aux autres matériaux. Avec sa grande flexibilité, sa durabilité exceptionnelle, sa capacité à conserver une géométrie particulière (appelée mémoire de forme) et son rapport résistance-poids élevés, le nitinol s’est avéré le candidat idéal pour de multiples utilisations en

ISTOCK.COM / HYWARDS

eux qui regardaient déjà la télévision se souviennent peut-être de la série américaine L’homme qui valait trois milliards (ou L’homme de six millions en version québécoise), diffusée pendant cinq saisons au milieu des années 1970. Son héros, le colonel Steve Austin, est un astronaute qui a subi de multiples blessures lors d’un accident de vol et que ses chirurgiens ont décidé de reconstruire pour en faire « le plus fort, le plus rapide, en un mot le meilleur ». C’était de la science-fiction à l’époque, mais aujourd’hui, beaucoup de téléspectateurs d’alors bénéficient comme Steve Austin de prothèses atténuant leur douleur et améliorant leur mobilité et leur qualité de vie. médecine vasculaire, comme la fabrication de stents, de valves et d’autres dispositifs. Ses propriétés de mémoire de forme sont particulièrement précieuses, car il leur doit sa faculté de s’autodéployer pour épouser la forme des vaisseaux sanguins. Avec les techniques traditionnelles, le travail du nitinol pose des difficultés que peu d’entreprises parviennent à surmonter pour fabriquer des produits finis. Mais cela pourrait changer bientôt, avec le recours probable à la fabrication additive, dont l’application au nitinol est à l’étude dans quelques entreprises et établissements de recherche. Certains chercheurs en fabrication additive produisent déjà des stents à partir de polymères. Comparés aux stents de série, ils risquent moins de se déplacer dans le vaisseau et d’entraîner ainsi des complications. Quelques entreprises produisent aussi des stents en nitinol par découpe au laser, mais elles ne sont pas encore parvenues à le faire par fabrication additive. Néanmoins, ce n’est probablement qu’une question de temps avant que la fabrication de stents sur mesure en nitinol se banalise. L’homme bionique en serait jaloux…

12 DOSSIER SPÉCIAL NICKEL, VOL. 32, Nº 3, 2017

Des nanofils lecteurs de neurones

Pour accélérer la mise au point de nouveaux médicaments en neurologie

ne percée dans la recherche sur les nanofils aide à approfondir la connaissance du fonctionnement cérébral et à découvrir les médicaments les plus efficaces pour les troubles neurologiques.

INTEGRATED ELECTRONICS AND BIOINTERFACES LABORATORY, UC SAN DIEGO

Une nouvelle technique non destructive L’équipe de recherche dirigée par Shadi Dayeh, professeur en génie électrique à l’Université de Californie à San Diego, a mis au point des nanofils capables d’enregistrer les moindres détails de l’activité électrique des neurones, ce qui aide à mieux comprendre la manière dont chacun d’eux communique au sein d’un grand réseau neuronal. La différence majeure ? La nouvelle technique d’emploi des nanofils est non destructive et mesure les changements de potentiel dans de multiples neurones simultanément, et ce avec une sensibilité et une résolution de pointe. Le nouveau dispositif est constitué d’une matrice de nanofils de silicium disposés à haute densité sur une puce à motif photolithographié intégrant des électrodes de nickel enrobées de silice. Les nanofils pénètrent les cellules sans les endommager et sont assez sensibles pour mesurer les petits changements de potentiel, dont l’amplitude va d’une fraction de millivolt à quelques millivolts.

Les chercheurs peuvent alors recueillir des données détaillées sur la santé, l’activité et la réponse aux médicaments d’un neurone en mesurant les courants de ses canaux ioniques et les variations de son potentiel intracellulaire, qui résultent de la différence de concentration des ions entre l’intérieur et l’extérieur de la cellule. Cela diffère de la technique de mesure à haute sensibilité existante, qui finit par détruire la cellule en provoquant la rupture de sa membrane. Par ailleurs, elle ne permet d’analyser qu’une seule cellule à la fois, ce qui la rend inutilisable pour étudier de grands réseaux de neurones. Et elle n’est pas adaptable aux structures tissulaires 2D et 3D cultivées in vitro. Une innovation dans la fixation aux tranches Cette technique a également l’avantage innovant de pouvoir isoler le signal électrique mesuré par chacun des nanofils. « Cela est inhabituel dans les techniques existantes, où plusieurs nanofils adjacents se

s Image MEB colorisée d’un neurone (en orange) interfacé avec la matrice de nanofils.

court-circuitent et empêchent ainsi de distinguer le signal de chacun d’entre eux », explique Shadi Dayeh. Pour surmonter cet obstacle, les chercheurs ont inventé une nouvelle méthode de fixation aux tranches pour lier les nanofils de silicium aux électrodes de nickel, en faisant appel à une réaction appelée siliciuration, qui permet de lier deux matériaux solides (le silicium et un autre métal) sans fusion de l’un ou de l’autre. Cela empêche les électrodes en nickel de se liquéfier et de s’étaler en court-circuitant les conducteurs des électrodes adjacentes. Les chercheurs ont utilisé cette nouvelle technique pour enregistrer l’activité électrique de neurones isolés chez des souris et de neurones dérivés de cellules souches pluripotentes induites humaines. Ces neurones ont survécu et ont continué de fonctionner in vitro pendant au moins six semaines en restant interfacés avec la matrice de nanofils. Shadi Dayeh a rappelé que cette technique doit être optimisée davantage pour servir à détecter l’effet des médicaments. « Notre principal objectif est d’appliquer cette technique à la création d’un dispositif pouvant être implanté dans le cerveau ». « Nous pensons que cette matrice de nanofils pourrait s’utiliser dans des modèles de cerveaux dérivés de cellules souches pour distinguer les médicaments les plus efficaces dans le traitement des troubles neurologiques », ajoute Anne Bang, directrice de la recherche en biologie cellulaire au centre de génomique chimique de l’Institut de découverte médicale Sanford Burnham Prebys. s I mage MEB colorisée de la matrice de nanofils.

La siliciuration sert habituellement à fabriquer des contacts pour transistors, et c’est la première fois qu’elle sert à assembler des tranches à motif photolithographié. Comme ce procédé s’emploie dans la fabrication des dispositifs à semiconducteur, certaines versions de ces nanofils peuvent s’intégrer avec des composants CMOS. Le laboratoire dirigé par Shadi Dayeh a plusieurs demandes de brevet en instance pour ces techniques.

NICKEL, VOL. 32, Nº 3, 2017

DOSSIER SPÉCIAL 13

Argus Metals Week 2018

file:///G:/AA-Marketing/Conferences/Speaker%20photos%20and%20biogs/ Eelco%20Vogt.jpg

27 February — 2 March | London, UK

Nickel Institute Discount

Denis Sharypin Head of Market Research Norilsk Nickel

Eelco Vogt R&D Director Albemarle Catalysts Company

Anand Gupta Chief Executive Officer Aamar Inox

John Eastwood Head of Nickel Sales Anglo American

Quote code NI10 and save 15%

www.argusmedia.com/metals-week | +44 (0) 20 7780 4341 | metalsweek@argusmedia.com Lanyard Sponsor

Networking Sponsor

Codes UNS UNS

Session Sponsor

Supporting Partners

Composition chimique des alliages et aciers inoxydables mentionnés dans ce numéro de Nickel (en pourcentage massique).

S20161 p. 11

0,15 max.

15,018,0

restant

4,006,00

0,080,20

4,05,0

0,040 max.

3,004,00

S30200 p. 6

0,15 max.

17,019,0

restant

2,00 max.

0,10 max.

8,010,0

0,045 max.

0,030 max.

0,75 max.

S30400 p. 2, 6, 11

0,08 max.

18,020,0

restant

2,00 max.

0,10 max.

8,010,0

0,045 max.

0,030 max.

0,75 max.

S30403 p. 11

0,03 max.

18,020,0

restant

2,00 max.

0,10 max.

8,012,0

0,045 max.

0,030 max.

0,75 max.

S31600 p. 2, 11

0,08 max.

16,018,0

restant

2,00 max.

0,10 max.

10,014,0

0,045 max.

0,030 max.

0,75 max.

S31603 p. 4, 6, 11, 16

0,03 max.

16,018,0

restant

2,00 max.

2,003,00

0,10 max.

10,014,0

0,045 max.

0,030 max.

0,75 max.

S31673 p. 4

0,03 max.

17,019,0

restant

2,00 max.

2,503,20

0,10 max.

13,015,5

0,025 max.

0,010 max.

1,00 max.

S32205 p. 2

0,030 max.

22,023,0

restant

2,00 max.

3,003,50

0,140,20

4,506,50

0,030 max.

0,020 max.

1,00 max.

S41000 p. 11

0,080,15

11,513,5

restant

1,00 max.

0,75 max.

0,040 max.

0,030 max.

1,00 max.

S41600 p. 11

0,15 max.

12,014,0

restant

1,25 max.

0,06 max.

0,15 min.

1,00 max.

S42000 p. 11

0,15 min.

12,014,0

restant

1,00 max.

0,040 max.

0,030 max.

1,00 max.

S43100 p. 11

0,20 max.

15,017,0

restant

1,00 max.

1,252,50

0,040 max.

0,030 max.

1,00 max.

S44002 S44003 S44004 p. 11

0,60-0,75 0,75-0,95 0,95-1,20

16,018,0

restant

1,00 max.

0,75 max.

0,040 max.

0,030 max.

1,00 max.

S45000 p. 11

0,05 max.

14,0016,00

1,251,75

restant

1,00 max.

0,501,00

8xC min.

5,007,00

0,030 max.

1,00 max.

S45500 p. 7, 11

0,05 max.

11,0012,50

1,502,50

restant

0,50 max.

Nb+Ta 0,10- 0,50

7,509,50

0,040 max.

0,030 max.

0,50 max.

0,0801,40

S46500 p. 11

0,02 max.

11,0012,5

restant

0,25 max.

0,751,25

10,7511,25

0,015 max.

0,010 max.

0,25 max.

1,51,8

S17400 p. 11

0,07 max.

15,0017,50

3,005,00

restant

1,00

3,005,00

0,040

0,030

1,00

N01555 p. 4, 5, 8, 9, 12

0,005 max.

0,025 max.

0,005 max.

5457

restant

R30003 p. 7

0,15 max.

39,041,0

19,021,0

restant

1,52,5

6,08,0

14,016,0

0,015 max.

1,02 max.

R30035 p. 7, 15

0,02 max.

restant

19,021,0

1,0 max.

0,15 max.

9,0010,50

33,037,0

0,015 max.

0,01 max.

0,15 max.

1,00 max.

14 APPLICATIONS

NICKEL, VOL. 32, Nº 3, 2017

Les alliages au nickel aident le cœur à mieux battre A Un alliage de nickel qui tient le rythme Le superalliage cobalt-nickel-chromemolybdène UNS R30035, qui contient 33 % à 37 % de nickel, s’utilise avec succès dans les sondes de stimulateur cardiaque pour conduire les signaux du module de stimulation jusqu’au cœur. Les concepteurs de simulateurs cardiaques ont besoin de matériaux extrêmement fiables, car ces dispositifs sont implantés à demeure dans l’organisme pour de nombreuses années. Depuis quelques années, la société américaine Fort Wayne Metals propose le 35N LT®, une version exclusive de l’UNS R30035 (communément appelé MP35N®) mise au point spécialement pour répondre aux exigences des utilisations médicales. L’alliage est produit par double fusion, avec une fusion par induction sous vide suivie d’une refusion à l’arc sous vide. Cela apporte une grande maîtrise de la structure chimique et permet d’atteindre des taux d’impuretés exceptionnellement faibles, de manière à réduire le risque de rupture par fatigue. « Nous avons observé un essor considérable de la demande de 35N LT® dans le

ISTOCKPHOTO.COM / BDSPN

vec le vieillissement de la population, la demande de stimulateurs et défibrillateurs cardiaques est plus forte que jamais. Et avec l’utilisation accrue de l’imagerie par résonance magnétique (IRM), il est important que les implants permanents soient composés de matériaux amagnétiques, tels que l’alliage UNS R30035.

Avec ses 33 % à 37 % de nickel, le superalliage UNS R30035 s’utilise avec succès dans les sondes de stimulateur cardiaque. secteur médical », constate David Snyder, ingénieur procédés chez Fort Wayne Metals. « Il s’utilise de plus en plus pour les sondes de stimulation en raison de ses excellentes caractéristiques de biocompatibilité et de résistance à la corrosion et à la fatigue. Et son coût est très concurrentiel par rapport aux autres options, telles que le platine et le tellure. »

LA DÉSINFECTION DE L’ACIER INOXYDABLE DANS LES HÔPITAUX Une nouvelle étude confirme la salubrité durable de l’acier inoxydable

ne nouvelle étude réalisée à la demande de Team Stainless a confirmé la salubrité durable de l’acier inoxydable en milieu hospitalier. Des chercheurs de l’Université métropolitaine de Manchester et d’AgroParisTech ont déterminé qu’il n’y avait pas de différence détectable dans l’efficacité de désinfection entre les différentes nuances et finitions de l’acier inoxydable, qu’il soit neuf ou usagé. Cela confirme que ce matériau se désinfecte efficacement pour assurer l’élimination des bactéries à l’origine des infections nosocomiales et qu’il convient toujours à l’usage en milieu clinique.

Une brochure récapitulative intitulée Disinfection of stainless steel in hospitals est disponible en téléchargement sur le site de Team Stainless : www.teamstainless.org.

NICKEL, VOL. 32, Nº 3, 2017

Pour des déﬁbrillateurs plus puissants Alors que les stimulateurs cardiaques utilisent des batteries, qui délivrent lentement l’énergie requise, les défibrillateurs doivent intégrer des condensateurs pour pouvoir délivrer rapidement une décharge électrique haute tension. Par conséquent, les sondes des défibrillateurs sont des fils composites ou des fils DFT, que Fort Wayne Metals fabrique par tréfilage à partir de tubes en 35N LT® de faible diamètre remplis d’un fil d’argent. Le 35N LT® s’utilise aussi, entre autres, pour les stylets, les cathéters et les câbles orthopédiques. Les excellentes caractéristiques de ce matériau continueront à inspirer de nouvelles possibilités d’innovation aux concepteurs de dispositifs médicaux. MP35N® est une marque déposée de SPS Technologies. 35N LT® est une marque déposée de Fort Wayne Metals.

NICKEL

REVUE EN LIGNE www.nickelinstitute.org ABONNEZ-VOUS pour recevoir gratuitement un exemplaire imprimé de la revue Nickel ou un avis par courriel lorsqu’un nouveau numéro est disponible en téléchargement : www.nickelinstitute.org/NickelMagazine/ Subscription

Disinfection of stainless steel in hospitals Summary of a report by Manchester Metropolitan University and AgroParisTech

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APPLICATIONS 15

UN REFLET DE LA TERRE L

a région du Taranaki, en Nouvelle-Zélande, poursuit son ascension dans le monde de l’acier inoxydable avec le dévoilement récent d’une sculpture publique intitulée Light on the Land (clarté sur la terre). En 2015, la spectaculaire façade d’acier inoxydable du Len Lye Centre de New Plymouth avait déjà suscité une vague d’émerveillement dans le monde. Aujourd’hui, une impressionnante sculpture en acier inoxydable au nickel intitulée Light on the Land se dresse face à la mer de Tasman, à quelques mètres du rivage et au bord de la promenade du front de mer de New Plymouth. L’œuvre mesure 2,5 m de haut, 6 m de long et 2,5 m d’épaisseur Fabriquée par la société Rivet Engineering, la sculpture est constituée de tôles d’acier inoxydable 316L (UNS S31603) de 1,5 mm d’épaisseur, et sa surface est polie miroir de manière à offrir un fini lisse à fort pouvoir réﬂecteur. Comme l’œuvre est installée près du rivage et très exposée au sel des embruns marins, cette nuance d’acier inoxydable et cette finition sont optimales pour lui donner bel aspect et longue durée de vie.

La sculpture est le premier chef-d’œuvre en acier inoxydable de l’artiste local Howard Tuffery, qui travaillait plutôt le bois et la pierre depuis plus de 40 ans. C’est le paysage de la région du Taranaki qui a inspiré la forme organique de l’œuvre, et son fini miroir parachève cette expression en reflétant le mouvement du milieu naturel environnant. Selon l’artiste, le titre de l’œuvre, Light on the Land (clarté sur la terre), invite au dialogue sur la durabilité et la conservation des ressources de notre terre, ainsi qu’à la réﬂexion sur leur importance commerciale et sur le fait que toute notre richesse en dépend. Également inspiré par quelques œuvres inoubliables agrémentant les cités d’Europe, ce don

à la ville de New Plymouth a été réalisé à la demande de Nancy Mills, une résidente originaire des États-Unis, et dédié à la mémoire de ses parents. Entre la majesté du mont Taranaki et les superbes paysages côtiers, il va sans dire que cette sculpture d’acier inoxydable ajoute une touche d’élégance à la promenade du front de mer de New Plymouth.

La sculpture Light on the Land se dresse face à

CLAY DRUMMOND PHOTOGRAPHY

la mer de Tasman sur la promenade du littoral de New Plymouth.