Notre société est de plus en plus âgée. Mais le risque que certaines fonctions corporelles faiblissent s'accroît de pair avec l'augmentation de l'espérance de vie. « La nature n'a pas prévu que nous vivions aussi longtemps. » C'est avec ces mots qu'Alex Dommann, membre de la direction de l'Empa et responsable du département « Materials meet Life », a ouvert le MedTech Day cette année. Grâce à une technique médicale des plus modernes, beaucoup de fonctions corporelles qui diminuent avec l'âge sont soutenues par des matériaux implantés, voire même reconstituées. Lors du MedTech Day, les professionnels intéressés issus du domaine de la recherche et de l'industrie ont pris connaissance des derniers progrès, par exemple dans le domaine des textiles fonctionnels - comme les bandages et les pansements spéciaux qui réagissent aux impulsions lumineuses pour administrer des doses de médicaments - ou dans celui des nouveaux revêtements d'implants.
Jakob Kübler, chercheur du service « Céramique hautes performances » de l'Empa, développe avec son équipe des pièces pour stimulateurs cardiaques. Les infarctus constituent l'affection cardiaque la plus fréquente au monde ; environ 30 % des patientes et des patients ont besoin d'un stimulateur cardiaque après l'infarctus. L'appareil est ancré dans le muscle du cœur via une électrode. Actuellement, cet ancrage est en matière plastique. Sur les stimulateurs cardiaques existant jusqu'à présent, une dénommée fibrose se développe souvent autour de ce matériau – il s'agit d'une multiplication de type cicatriciel du tissu conjonctif. Par conséquent, le stimulateur cardiaque consomme plus d'énergie pour donner des impulsions aux muscles du cœur et les piles doivent être changées plus souvent.

Améliorer les implants par un revêtement des surfaces
La céramique a aussi fait ses preuves dans d'autres domaines de la technique médicale, comme dans les implants. Ici aussi, la surface joue un rôle important, notamment son revêtement. Les implants – qu'il s'agisse de prothèses de la hanche, d'implants dentaires ou de disques intervertébraux – ont différentes fonctions. Selon le lieu où ils sont posés, l'os doit pousser autour du matériel ajouté afin de l'ancrer solidement. C'est par exemple le cas pour une prothèse de la hanche. Kerstin Thorwarth, du service « Nanoscale Materials Science », a développé avec son équipe un revêtement pour un disque intervertébral de remplacement particulier – appelé Cages. Celui-ci est constitué soit d'un matériau thermoplastique (polyétheréthercétone, en abrégé PEEK), soit de titane. Les deux matériaux ont leurs avantages. Le PEEK est très bien supporté par le corps sur le plan mécanique, mais l'os se développe mieux autour du titane. L'équipe de Thorwarth a réussi à combiner les meilleurs éléments de chacune des deux options, à savoir : appliquer sur des Cages en PEEK un revêtement de titane.
Les prothèses de la hanche ont besoin elles aussi d'un revêtement de surface semblable. L'os doit se développer autour de l'implant pour que ce dernier demeure stable dans le corps. L'articulation elle-même, en revanche, doit rester mobile, faire preuve de qualités de glissement idéales et empêcher que l'os ne pousse à l'intérieur de cette partie de l'implant. Un tel matériau est par exemple le DLC (« diamond-like carbon »), sur lequel les recherches de l'Empa portent également – notamment dans le domaine des implants de disques intervertébraux.

La compatibilité avec le corps 
Que le corps humain supporte bien les matériaux (thérapeutiques) étrangers est la condition de base de leur présence - il s'agit de biocompatibilité. Katharina Maniura, responsable de la section « Biointerfaces », examine par exemple comment les cellules et les tissus réagissent à différents nouveaux matériaux d'implant. Il est important d'étudier chaque matériau d'implant spécifiquement en fonction de sa nouvelle utilisation. En effet, le corps réagit différemment en fonction du lieu de l'implant. Car : « La composition cellulaire diffère d'un tissu à l'autre », explique la chercheuse. Son équipe examine comment différents types de cellules réagissent à une propriété du matériau afin de développer des matériaux appropriés pour les intégrer dans différents tissus. En outre, il faut éviter les complications post-implantatoires – les inflammations par exemple.
Les études de biofilms déposés sur des matériaux constituent un autre thème. Qun Ren, chercheuse à l'Empa, s'intéresse aux bactéries qui se fixent aussi bien sur des implants que sur des appareils médicaux. Son équipe a développé un moyen de libérer entièrement les appareils médicaux de bactéries, comme l'endoscope, afin que ceux-ci puissent être réutilisés sans aucun risque pour la patiente suivante ou le patient suivant.
Après les exposés, un speed-dating a permis aux représentantes et aux représentants de la branche MedTech de discuter avec les chercheurs de l'Empa du développement du matériel, du traitement des surfaces et de la caractérisation du matériau dans la technique médicale, et de poser des questions sur ces thèmes -  une excellente occasion de faire le lien entre la recherche et la pratique, et de partager avec les partenaires industriels les dernières découvertes et technologies.