Des prothèses plus sûres grâce au laser ?

Une thèse va tenter de démontrer l’intérêt de modifier la surface des prothèses médicales avec un laser ultra-court, afin d’éviter le risque bactériologique. Elle est menée par Antony Ménard, au sein du Lphia, en collaboration avec l’institut des matériaux de l’université allemande de Magdebourg, dans le cadre d’EU-Green.

Cyril Mauclair et Antony Ménard dans la salle d'expérimentation.Prothèses de hanche, implants dentaires… Si les dispositifs en titane ont fait leurs preuves et sont généralement bien acceptés par le corps humain, leur utilisation comprend néanmoins un risque infectieux. « Le problème principal, c’est que les bactéries peuvent s’accrocher à la surface et former des colonies qu’il est quasiment impossible de déloger, même avec des médicaments, et il faut alors retirer la prothèse », explique Antony Ménard, titulaire d’un master en physique de l’Université de Bordeaux.

Cette vulnérabilité s’explique notamment par l’aspect lisse des matériaux. Des recherches ont démontré que « les matériaux qui présentent des rayures microscopiques vont freiner le développement des bactéries, poursuit le jeune doctorant, qui a débuté sa thèse au Laboratoire de photonique d’Angers (Lphia) en octobre 2025. Et plus les rayures sont petites, plus les bactéries ont du mal à développer des colonies ». « L’état de la surface va faciliter ou non l’activité des bactéries », résume son directeur de thèse, Cyril Mauclair, maître de conférences en photonique, qui a commencé à travailler sur le sujet il y a près de 10 ans.

Modeler la surface

La récente démocratisation des lasers femtosecondes, autrefois très coûteux, qui produisent des impulsions ultra-courtes, offre de nouvelles possibilités. Cet outil de précision a la possibilité de venir créer une nanostructuration à la surface du matériau. Reste à déterminer la puissance et la durée des impulsions les plus pertinentes pour modeler la surface. Et quelles formes géométriques produire pour gêner au maximum le développement bactérien ? « Par exemple, on pourrait s’inspirer des motifs présents sur la feuille de lotus, avec des bosses et une sorte de duvet, qui repoussent l’eau et les bactéries et lui donnent des propriétés autonettoyantes », illustre Cyril Mauclair.

Ces enjeux sont au cœur du projet de thèse intitulé « Fibral » pour Femtosecond Laser-Structured Biocompatible Alloys for Enhanced Implant Durability and Integration. Les manipulations complexes, réalisées dans le laboratoire angevin, sous le contrôle de scanners, devront faire la preuve de leur efficacité. Ce sera le rôle de l’institut des matériaux, des technologies et de la mécanique (IWTM) de l’université de Magdebourg qui, sous la responsabilité de sa directrice Manja Krüeger, va étudier les propriétés des surfaces nées à l'UA et leur réaction face à des fluides corporels.

Cette collaboration est née au sein de l’alliance européenne d’universités EU-Green. Dans ce cadre, Antony Ménard va réaliser deux séjours de plusieurs mois en Allemagne, pour suivre les tests sur les nanostructurations qu’il aura mis au point. Et le Lhpia accueillera une doctorante de Magdebourg au printemps 2026, afin qu’elle puisse s’imprégner des manipulations nécessaires.