Biocompatibilité d'un dépôt de chrome

Pages: 5 (1062 mots) Publié le: 16 août 2011
Subject:  | Déterminer la biocompatibilité du chrome dans le cas d’un dépôt métallique |
To: | All |
Date:  | 01.08.2011 |
From:  | B. Champod |

L’atelier pilote de la centrale technologique de FEMTO-ST propose de réaliser une dorure chimique de tout ou partie du stent biorésorbable. Or l’or sous forme de solution n’adhère pas au polymère et un dépôt préalable de chrome doit êtreréalisé, afin d’accroitre l’adhérence. Le dépôt de chrome ne dépasse pas 5 nm d’épaisseur.

Détermination de la concentration maximale du sang en chrome, après absorption totale du stent.

Dans un premier temps, je vais calculer la quantité de chrome qui sera introduite dans le système sanguin, s’il l’on réalise un revêtement de 1mm de long, ou sur toute la longueur du stent.
Le diamètre extérieur dustent est D=3.6mm. L’épaisseur du dépôt est e=5nm=5*10-6mm.
La longueur du dépôt est soit L1=1mm, soit L2=11mm.
S
S

La surface S de la galette déposée est :

Si la longueur du dépôt est L1, alors V1= 57*10-6 mm3
Si la longueur du dépôt est L2, alors V2= 627*10-6 mm3

En utilisant la masse volumique du chrome qui est Mv=7.15*10-3g/mm3, on peut déterminer la masse de chrome déposé sur lestent, dans les deux cas.
Cas 1 : m1 = Mv*V1 = 57*10-6*7.15*10-3 ≈ 408*10-9g ≈ 0.41µg
Cas 2 :m2 = Mv*V2 = 627*10-6*7.15*10-3 ≈ 4500*10-9g ≈ 4.5µg

Sachant que la surface extérieure du stent est de 11mm², que le diamètre extérieur et la longueur du stent et du tube dont il est issu sont respectivement 3.6mm et 11mm, on peut calculer le pourcentage de matière qu’il reste pour le stent, parrapport au tube de départ (en surface).
Surface extérieure du tube= π*D*L= 3.14*3.6*11= 124.4mm²
Surface extérieure du stent = 11mm²
Le stent représente donc 11/124.4=8.8% de la surface totale du tube dont il est issu.

Après le dépôt de chrome, on a donc, dans le cas des longueurs L1 et L2, une masse de chrome déposé :
m1 = 8.8%*0.41µg = 36ng
m2 = 8.8%*4.5µg = 396ng

En utilisant la massemolaire donnée dans la classification périodique des éléments, qui est Mm=52g/mol, on peut calculer la concentration en chrome dans le sang, pour un individu ayant 6L de sang, dans le cas où tout le chrome est parti dans la circulation sanguine.
C1 = 36*10-9/52/6 = 0.11nmol/L
C2 = 396*10-9/52/6 = 1.27nmol/L

Valeurs classiques de concentration en chrome dans le sang, en conditions normales devie.

Le chrome est un oligo-élément que l’on trouve partout à l’état naturel. Il existe principalement sous deux formes différentes qui sont le chrome trivalent Cr(III) et le chrome héxavalent Cr(VI).
Le chrome trivalent ne présente aucune toxicité pour le corps humain, ni pour le sang. Il est considéré comme un élément nutritif à l’état de traces. Il est présent à l’état naturel dans les fruitset légumes, les viandes, les graines et la levure de bière. Ce composant possède des propriétés hypoglycémiantes, lorsqu’il est en présence d’insuline (augmente la capacité d’absorption de l’insuline par le sang). Cet élément pénètre difficilement dans les globules rouges et possède une bonne clairance dans le sang, donc in est éliminé très rapidement du plasma. Dans le cas d’une forte expositionou ingestion de chrome, la concentration dans le sang peut rester élevée dans le sang.
Le chrome héxavalent n’est pas présent à l’état naturel. Il est issu de transformations chimiques utilisées dans l’industrie. C’est élément est un peu plus toxique que le chrome trivalent. Dans le cas d’une ingestion (dans l’eau potable par exemple), la majorité du chrome héxavalent est digérée par le tractusgastro-intestinal. Dans notre cas, l’élément est inséré directement dans le sang, ce qui fait qu’il ne passe pas par l’estomac et l’intestin. Dans ce cas, il peut traverser la paroi des globules rouges et se fixer sur l’hémoglobine. Comme la durée de vie d’un globule rouge est de 120 jours environ, la concentration du sang en chrome peut rester élevée très longtemps.

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