L’équipe du C2N1, Microcapteurs pour le Biomédical et la Société MISTIC2 (MIcro Structuration of Titanium for Innovative Components) ont créé un laboratoire commun (LabCom) FESTIN (Filière Emergente de Systèmes en Titane pour Implants Novateurs) avec le soutien de l’Agence Nationale de la Recherche (ANR) pour mettre au point un packaging innovant à base de titane ouvrant ainsi la voie à de nouvelles générations de dispositifs médicaux implantables (DMIA)
Ce projet s’inscrit dans le cadre du développement d’une filière technologique de rupture pour le marché des DMIA. Il vise à développer et à pérenniser le leardership mondial naissant en Région Ile-de-France sur la filière innovante et ambitieuse de Microsystèmes (MEMS) à base de titane massif. Cette filière technologique est née de contraintes irrésolues et limitantes dans la conception et le développement de dispositifs médicaux implantables actifs (stimulateurs cardiaques, neurostimulateurs, pompes implantables ou bien implants cochléaires et rétiniens) ayant une coque en titane biocompatible et étanche mais non fonctionnelle. Ce Laboratoire Commun a donc vocation à fabriquer des MEMS à base de titane, reportés sur cette coque, permettant alors d’apporter de l’intelligence et de supprimer différentes couches de connectique et de packaging. Cela ouvre ainsi la voie à de nouvelles générations d’implants moins invasifs.
Pour cela, les partenaires vont travailler sur la transposition des technologies MEMS sur substrats silicium vers des substrats titane pour élaborer et mettre au point une boîte à outils technologiques complète et comparable à celle de l’état de l’art dans les MEMS silicium. Afin d’amener à complète maturité, dans une projection de 1 à 4 ans, des concepts déjà étudiés par les deux partenaires (traversées implantables monolithiques, capteur de pression implantable) les deux partenaires mettront des moyens, de tests (bancs de fatigue spécifiques, étude accélérée du vieillissement des structures), de caractérisation (analyse de morphologie et de surface), en particulier en termes de fiabilité et de biocompatibilité très long terme.
Ces dispositifs vont répondre à 3 enjeux majeurs sur lesquels les membres du C2N et MISTIC collaborent depuis 2016 :
- Une intensification de l’Intelligence embarquée (télécommunication et suivi à distance, multiplicité accrue des capteurs physiologiques implantés et interaction / interfonctionnalisation)
- Une réponse aux besoins d’une très forte miniaturisation des DMIA pour réduire l’inconfort et les risques des patients, adresser de nouvelles thérapies, et favoriser l’égalité femme/homme devant les soins
- La manufacturabilité et la pression sur les coûts, notamment pour l’accès à des régions telles que l’Asie ou l’Afrique qui ne bénéficient pas de systèmes de remboursement adéquats
Une approche scientifique et technologique inédite est développée afin de fonctionnaliser le packaging en titane des DMIA, purement passif, pour y intégrer dans l’épaisseur, les composants extérieurs et d’autres capteurs dans le futur.
Les épaisseurs typiques étant de l’ordre de 0.2 à 0.4 mm et les contraintes dimensionnelles fortes, cette approche de boîtier intelligent en titane repose de manière sous-jacente sur une vision technologique nouvelle : transposer les technologies de microfabrication de MEMS silicium sur le titane massif qui constitue le nouveau substrat de départ (wafer) et ainsi réaliser des composants électromécaniques miniaturisés à base de titane. Cette technologie de MEMS en titane, n’est à ce jour ni disponible ni industrialisée ailleurs.
Le Laboratoire Commun va bénéficier de l’accès à notre Centrale de Technologie, un atout décisif pour le développement de la nouvelle filière visée.
1Elie Lefeuvre, Fabien Parrain
2Bertrand Boutaud, Gwenaël Becan
