Les prothèses métalliques recouvertes ou non de biomatériaux sont largement utilisées en chirurgie orthopédique. Le devenir de ces implants a été étudié et en particulier la dégradation qui peut induire le transfert d'éléments métalliques dans les tissus adjacents. L'hydroxyapatite synthétique, utilisée en tant que matériau de comblement, se résorbe plus vite lorsqu'elle est dopée en zinc que l'HAP pure ou dopée au manganèse. Les causes de cette amélioration sont d'origine biologique et physico­chimique. Les analyses par activation neutronique, spectrométrie d'émission à source de plasma (ICP/AES), diffraction de rayons X et spectrométrie infrarouge ont été effectuée et ont montré que ces hydroxyapatites avaient des compositions et une structure semblables à celles des apatites pures. La localisation du zinc dans la structure cristalline de l'HAP a été déterminée par EXAFS (Extended X­ray Fine Structure). L'association de ces résultats montre que l'addition du zinc dans l'apatite entraîne une déformation locale de la structure ce qui pourrait permettre un relargage éventuel de cet élément dans l'organisme et favoriserait ainsi la résorption de l'hydroxyapatite. Malgré les progrès réalisés, tout implant métallique mis en place dans un corps humain est le siège d'une corrosion ou d'échange avec le tissu vivant pouvant entraîner à terme un descellement de prothèse. Les matériaux de fixation utilisés ne permettent pas d'arrêter la migration des éléments métalliques vers les tissus, ce qui a pour conséquence une contamination des tissus adjacents. Les tissus post­mortem et per­opératoires prélevés autour d'implants sont étudiés par la méthode d'analyse PIXE (Particle Induced X­ray Emission) afin de localiser et d'évaluer qualitativement et quantitativement la contamination à l'aide d'une méthode d'analyse que nous avons développée. Parallèlement, la microscopie électronique à transmission (TEM) a montré la forme sous laquelle ces éléments ont été relargués.

NIL

Dans le cadre du traitement chirurgical du cancer, des sondes agissant comme des compteurs de radioactivité ont été introduites en bloc opératoire pour assister en temps réel le chirurgien lors de l'ablation des tumeurs radio-marquées. Cette technique de radio-guidage permet d'accéder à la localisation précise et à l'ablation complète des tissus tumoraux. Pour renforcer cette pratique chirurgicale nous avons développé une mini gamma-caméra appelée POCI (Per-Operative Compact Imager). L'objectif de cette thèse était de déterminer l'apport de cette nouvelle génération de détecteur pour assister le chirurgien dans l'exérèse des lésions tumorales et d'aborder également la cancérologie à travers les études in vivo sur petits animaux. Du point de vue instrumental, le principe de détection reposant sur une photodiode à localisation intensifiée validé par un premier prototype a été étendu à l'imagerie à grande surface d'analyse avec la double contrainte de ne pas dégrader les performances spatiales et de réduire l'encombrement de l'imageur. La caméra ainsi réalisée offre un champ de vue de 40mm de diamètre et une masse de 1.2kg. A 140 keV, la résolution spatiale est de 2.1mm pour une efficacité de détection de 2.8 10^-4%. POCI a été évalué à travers le protocole du ganglion sentinelle dans le cadre du cancer du sein selon deux approches : l'une basée sur une étude comparative des performances de détection d'une sonde et de POCI et l'autre reposant sur une évaluation clinique menée en collaboration avec l'Institut Gustave Roussy. Cette étude a permis d'établir la complémentarité entre POCI et la sonde en fonction des différentes configurations cliniques. Les performances de détection de POCI ont également été évaluées chez la souris pour étudier la biodistribution de l'iode dans la thyroïde et les glandes mammaires. L'ensemble de ces résultats prometteurs permet d'envisager l'utilisation du détecteur dans un plus large cadre d'investigations tant cliniques que biologiques.