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title: "Un tibia en treillis de titane, rempli de vrai os"
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category: "tech"
tags: ["impression 3D", "métamatériau", "orthopédie", "fabrication", "titane", "hôpital", "médecine"]
published_at: "2026-08-26T14:45:00.000Z"
author: "Hugo Marchal"
translation: "https://irz.fr/en/articles/metamaterial-tibia-lattice-prosthesis-en.md"
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# Un tibia en treillis de titane, rempli de vrai os

L'hôpital Gregorio Marañón de Madrid a imprimé une prothèse de tibia dont la structure imite la mécanique de l'os. Un an après, le patient marche. Le vrai sujet : un hôpital public devenu fabricant certifié.

Sur la photo diffusée par l'hôpital, un chirurgien soulève la pièce entre deux doigts gantés. Un petit bloc noir, ajouré, dont la matière semble tissée. Il pèse 300 grammes. Ce treillis de titane est, selon l'hôpital public Gregorio Marañón de Madrid, la première prothèse osseuse personnalisée en métamatériau jamais implantée[1](https://www.comunidad.madrid/hospital/gregoriomaranon/noticia/hospital-gregorio-maranon-comunidad-madrid-fabrica-e-implanta-primera-protesis-osea-metamaterial). Presque un an après l'opération, son porteur, un homme de 38 ans traité pour un sarcome osseux de haut grade du tibia, marche à nouveau, dans bien des cas sans béquilles[1](https://www.comunidad.madrid/hospital/gregoriomaranon/noticia/hospital-gregorio-maranon-comunidad-madrid-fabrica-e-implanta-primera-protesis-osea-metamaterial).

Le détail qui rend l'objet étrange tient dans sa conception : la prothèse ne remplace pas l'os, elle l'imite[1](https://www.comunidad.madrid/hospital/gregoriomaranon/noticia/hospital-gregorio-maranon-comunidad-madrid-fabrica-e-implanta-primera-protesis-osea-metamaterial). Et dans ce cas précis, elle a été remplie d'os spongieux sorti de la banque d'os de l'hôpital, un greffon qui s'est entrelacé dans le métal[1](https://www.comunidad.madrid/hospital/gregoriomaranon/noticia/hospital-gregorio-maranon-comunidad-madrid-fabrica-e-implanta-primera-protesis-osea-metamaterial).

## L'os qui fond

Le patient avait d'abord subi une infection, puis une perte sévère de densité osseuse du tibia. À ce stade, aucune prothèse du marché ne pouvait sauver sa jambe sans compromettre la mobilité du genou, expliquent les chirurgiens oncologiques du centre[1](https://www.comunidad.madrid/hospital/gregoriomaranon/noticia/hospital-gregorio-maranon-comunidad-madrid-fabrica-e-implanta-primera-protesis-osea-metamaterial).

Le problème dépasse ce cas clinique. Un implant rigide prend en charge les contraintes mécaniques à la place du tissu qui l'entoure. Or l'os vivant suit une règle simple : ce qui ne travaille plus se résorbe. Ce phénomène, le stress shielding, est documenté de longue date autour des prothèses de hanche et des plaques de reconstruction : l'os abrité par une pièce trop solide finit par s'amincir, ce qui déstabilise l'implant et prépare une révision[7](https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC12083438/).

Les métamatériaux mécaniques sont l'une des réponses étudiées depuis quelques années : des structures internes, souvent des réseaux périodiques de type gyroid, dont la raideur effective se règle par la géométrie plutôt que par le matériau. Des travaux sur des plaques de reconstruction mandibulaire montrent un transfert de charge plus proche de celui d'un os sain, avec une nuance qui coûte : sur le banc d'essai, la plaque en treillis cède à 775 newtons là où la pièce pleine tient 1 800[7](https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC12083438/). Une étude publiée en juillet 2026 dans npj Metamaterials ajoute un garde-fou utile : remplacer une pièce pleine par un treillis uniforme ne réduit pas forcément le stress shielding. C'est l'optimisation de la microstructure, zone par zone, qui fait la différence[8](https://www.nature.com/articles/s44455-026-00036-7).

C'est précisément le pari madrilène : ne pas imprimer un os décoratif, mais régler la raideur de chaque région de la pièce.

## Treillis, pas bloc

La prothèse a été conçue et fabriquée par l'unité UPAM3D de l'hôpital, dans le cadre d'une alliance entre l'Institut de recherche sanitaire Gregorio Marañón et l'Université polytechnique de Madrid[1](https://www.comunidad.madrid/hospital/gregoriomaranon/noticia/hospital-gregorio-maranon-comunidad-madrid-fabrica-e-implanta-primera-protesis-osea-metamaterial). Le matériau est un alliage de titane, imprimé en 3D dans l'hôpital lui-même. La structure reprend une technologie venue de l'aérospatiale : des barres à l'échelle du millimètre, capables de reproduire à la fois la forme du tibia manquant et sa fonction mécanique[1](https://www.comunidad.madrid/hospital/gregoriomaranon/noticia/hospital-gregorio-maranon-comunidad-madrid-fabrica-e-implanta-primera-protesis-osea-metamaterial).

Les chiffres donnés par l'équipe résument l'écart avec l'orthopédie classique. Une prothèse conventionnelle de ce type pèse plusieurs kilos et, selon les simulations des chercheurs, supporte entre 100 et 150 kg[2](https://www.rtve.es/noticias/20260814/hospital-gregorio-maranon-crea-primera-protesis-osea-personalizada-metamaterial-mundo/17191095.shtml). Le treillis madrilène affiche 300 grammes et, toujours en simulation, une charge admissible supérieure à 500 kg[1](https://www.comunidad.madrid/hospital/gregoriomaranon/noticia/hospital-gregorio-maranon-comunidad-madrid-fabrica-e-implanta-primera-protesis-osea-metamaterial)[2](https://www.rtve.es/noticias/20260814/hospital-gregorio-maranon-crea-primera-protesis-osea-personalizada-metamaterial-mundo/17191095.shtml). Le paradoxe apparent, plus léger et plus résistant, se résout dans la géométrie : vider la matière là où la charge ne passe pas, la concentrer là où elle passe. La littérature sur les implants poreux imprimés confirme l'ordre de grandeur : bien choisie, une structure en réseau peut diviser le module effectif du titane massif par plusieurs dizaines, jusqu'à approcher la raideur de l'os spongieux[9](https://www.nature.com/articles/s41598-026-50741-6).

> Prothèse de tibia
> **Catalogue contre treillis**
> - Masse d'une prothèse conventionnelle.: Plusieurs kg
> - Charge supportée, estimation de l'équipe.: 100–150 kg
> - Masse du treillis métamatériau.: 300 g
> - Charge admissible en simulation.: > 500 kg
> Chiffres : équipe Gregorio Marañón / UPM, via RTVE et communiqué

## Charge par charge

La méthode de conception est documentée pas à pas dans le communiqué[1](https://www.comunidad.madrid/hospital/gregoriomaranon/noticia/hospital-gregorio-maranon-comunidad-madrid-fabrica-e-implanta-primera-protesis-osea-metamaterial). À partir des images radiologiques du patient, l'équipe a construit un jumeau numérique de sa jambe saine. Sur ce modèle, elle a simulé les charges réelles que supporte un tibia en marchant, en montant un escalier ou en trébuchant. Avec ces données, elle a calculé point par point la densité du réseau interne, pour que le poids se transmette exactement là où l'os restant pouvait l'assumer. Les vis de fixation ont été orientées vers les zones de meilleure qualité osseuse, et l'intervention planifiée au millimètre[1](https://www.comunidad.madrid/hospital/gregoriomaranon/noticia/hospital-gregorio-maranon-comunidad-madrid-fabrica-e-implanta-primera-protesis-osea-metamaterial).

Rien de tout cela n'est de la magie d'atelier : c'est le vocabulaire standard de l'ingénierie des structures, topologie et éléments finis, appliqué à un corps vivant. L'équipe avance aussi un bénéfice opératoire : des durées de chirurgie réduites à pratiquement la moitié, donc moins de saignement et moins de risque infectieux[2](https://www.rtve.es/noticias/20260814/hospital-gregorio-maranon-crea-primera-protesis-osea-personalizada-metamaterial-mundo/17191095.shtml).

## Rempli d'os

La vraie singularité du cas tient en une phrase du communiqué : la prothèse a été remplie d'os spongieux provenant de la banque d'os et de tissus ostéotendineux de l'hôpital[1](https://www.comunidad.madrid/hospital/gregoriomaranon/noticia/hospital-gregorio-maranon-comunidad-madrid-fabrica-e-implanta-primera-protesis-osea-metamaterial). Le greffon s'est développé à l'intérieur de la structure métallique, ce qui favorise l'intégration osseuse et la fixation de l'implant, et les contrôles d'imagerie ont confirmé cette adaptation[1](https://www.comunidad.madrid/hospital/gregoriomaranon/noticia/hospital-gregorio-maranon-comunidad-madrid-fabrica-e-implanta-primera-protesis-osea-metamaterial).

Le chirurgien oncologique Rubén Pérez et l'ingénieur de l'Université polytechnique Luis Sacedo résument l'enjeu : « Cette ingénierie aérospatiale devenue ingénierie clinique est un jalon scientifique, clinique et hospitalier. Nous avons évité l'amputation de la jambe du patient ou un implant de genou, ce qui aurait sacrifié toute l'articulation »[2](https://www.rtve.es/noticias/20260814/hospital-gregorio-maranon-crea-primera-protesis-osea-personalizada-metamaterial-mundo/17191095.shtml).

Le patient, lui, a retrouvé l'appui depuis quelques mois. « L'amputation a été écartée et l'option d'une prothèse 3D est apparue. Tout s'est bien passé, c'est ce qui compte. Depuis un ou deux mois, je peux recommencer à poser le pied et, enfin, je vais remarcher après presque deux ans sans l'appuyer », raconte-t-il[2](https://www.rtve.es/noticias/20260814/hospital-gregorio-maranon-crea-primera-protesis-osea-personalizada-metamaterial-mundo/17191095.shtml). L'implant a même survécu à une chute spectaculaire après l'opération, présentée comme un incident ordinaire par son chirurgien[2](https://www.rtve.es/noticias/20260814/hospital-gregorio-maranon-crea-primera-protesis-osea-personalizada-metamaterial-mundo/17191095.shtml).

> Cas Gregorio Marañón
> **Ce que tient la pièce**
> - masse du treillis de titane: 300 g
> - charge admissible en simulation: > 500 kg
> - durée opératoire annoncée par l'équipe: ÷ 2
> Sources : communiqué hospitalier · RTVE

## L'usine à l'étage

Ce cas n'a rien d'un coup d'éclat isolé. L'unité UPAM3D fonctionne depuis 2015 et revendique plus de 1 000 cas cliniques traités par impression 3D[4](https://www.comunidad.madrid/hospital/gregoriomaranon/profesionales/unidades-multidisciplinares/unidad-3d-upam3d). En octobre 2020, elle est devenue la première unité d'un hôpital public espagnol certifiée ISO 13485 pour les produits sanitaires, la norme qualité des fabricants de dispositifs médicaux[5](https://www.comunidad.madrid/noticias/2020/10/16/unidad-3d-gregorio-maranon-obtiene-certificacion-aenor-producto-sanitario). La même année, l'hôpital obtenait une licence de fabricant de produits sanitaires sur mesure, étendue en 2023 à la fabrication au point de soin, modèles anatomiques, guides chirurgicaux et implants non actifs compris[4](https://www.comunidad.madrid/hospital/gregoriomaranon/profesionales/unidades-multidisciplinares/unidad-3d-upam3d). En décembre 2023, le Gregorio Marañón inaugurait le premier bloc opératoire au monde intégrant une salle d'impression 3D, dimensionné pour 10 à 12 interventions par semaine[6](https://comunidad.madrid/hospital/gregoriomaranon/noticia/comunidad-madrid-abre-primer-quirofano-mundo-tecnologia-hibrida-e-impresion-3d).

> UPAM3D, Gregorio Marañón
> **Dix ans pour devenir fabricant**
> - Ouverture du FabLab hospitalier.: 2015
> - Certification ISO 13485 et licence fabricant.: 2020
> - Bloc opératoire avec salle d'impression 3D.: 2023
> - Première prothèse en métamatériau.: 2026
> Sources : Comunidad de Madrid

Le reste du système de santé madrilène suit. L'hôpital 12 de Octubre dispose lui aussi d'une unité certifiée pour concevoir et fabriquer des dispositifs sur mesure, et un réseau national se met en place sous la coordination de l'Institut de Salud Carlos III[10](https://3dprintingindustry.com/news/gregorio-maranon-hospital-implants-worlds-first-personalized-metamaterial-bone-prosthesis-253969).

Pour quiconque fabrique des objets, le détail qui compte est là : la boucle complète, imagerie, conception, impression, contrôle qualité, implantation, tient désormais dans un seul bâtiment public. La fabrication au point de soin est devenue une chaîne certifiée, avec un fabricant qui a pignon sur rue à côté du bloc opératoire.

## Ce que ça ne prouve pas

Reste à doser l'enthousiasme. Le bilan repose pour l'instant sur un patient suivi un an. Le cas n'a pas, à ce jour, fait l'objet d'une publication scientifique évaluée par les pairs ; les chiffres viennent d'un communiqué hospitalier et de simulations, y compris les 500 kilos[1](https://www.comunidad.madrid/hospital/gregoriomaranon/noticia/hospital-gregorio-maranon-comunidad-madrid-fabrica-e-implanta-primera-protesis-osea-metamaterial). La « première mondiale », affirmée par l'hôpital et reprise par les médias, est invérifiable de l'extérieur[1](https://www.comunidad.madrid/hospital/gregoriomaranon/noticia/hospital-gregorio-maranon-comunidad-madrid-fabrica-e-implanta-primera-protesis-osea-metamaterial)[3](https://www.euronews.com/health/2026/08/15/madrid-hospital-creates-first-bone-metamaterial-prosthesis-prevents-leg-amputation).

La généralisation se heurtera aussi au compromis connu des métamatériaux : gagner en souplesse mécanique, c'est perdre en marge de rupture, et chaque anatomie impose de rejouer l'optimisation[7](https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC12083438/)[8](https://www.nature.com/articles/s44455-026-00036-7). C'est un coût d'ingénierie réel, pas un détail de mise en forme.

L'équipe, elle, enchaîne. Un deuxième patient a déjà reçu une intervention similaire, et deux autres prothèses sont en développement, l'une pour un poignet, l'autre pour un sternum[2](https://www.rtve.es/noticias/20260814/hospital-gregorio-maranon-crea-primera-protesis-osea-personalizada-metamaterial-mundo/17191095.shtml)[3](https://www.euronews.com/health/2026/08/15/madrid-hospital-creates-first-bone-metamaterial-prosthesis-prevents-leg-amputation). L'objectif affiché tient en une formule de Rubén Pérez : qu'à l'avenir tout patient puisse avoir droit à une solution sur mesure dans la santé publique[2](https://www.rtve.es/noticias/20260814/hospital-gregorio-maranon-crea-primera-protesis-osea-personalizada-metamaterial-mundo/17191095.shtml).

Si la formule tient, la prochaine pièce en treillis sortira du même bâtiment madrilène, calculée pour un os qui n'existe plus, remplie d'un os qui attendait dans une banque.

## References

1. [Comunidad de Madrid, Hospital Gregorio Marañón, El Hospital Gregorio Marañón fabrica e implanta la primera prótesis ósea de metamaterial personalizada del mundo, 14 août 2026](https://www.comunidad.madrid/hospital/gregoriomaranon/noticia/hospital-gregorio-maranon-comunidad-madrid-fabrica-e-implanta-primera-protesis-osea-metamaterial)
2. [RTVE Noticias, El Gregorio Marañón salva la pierna a un hombre con la primera prótesis personalizada de metamaterial del mundo, 14 août 2026](https://www.rtve.es/noticias/20260814/hospital-gregorio-maranon-crea-primera-protesis-osea-personalizada-metamaterial-mundo/17191095.shtml)
3. [Euronews Health, Madrid hospital creates first bone metamaterial prosthesis, prevents leg amputation, 15 août 2026](https://www.euronews.com/health/2026/08/15/madrid-hospital-creates-first-bone-metamaterial-prosthesis-prevents-leg-amputation)
4. [Comunidad de Madrid, Unidad 3D (UPAM3D), page officielle de l'unité (certification, licence, modèle point-of-care)](https://www.comunidad.madrid/hospital/gregoriomaranon/profesionales/unidades-multidisciplinares/unidad-3d-upam3d)
5. [Comunidad de Madrid, La Unidad 3D del Gregorio Marañón obtiene la certificación AENOR de producto sanitario, 16 octobre 2020](https://www.comunidad.madrid/noticias/2020/10/16/unidad-3d-gregorio-maranon-obtiene-certificacion-aenor-producto-sanitario)
6. [Comunidad de Madrid, La Comunidad de Madrid abre el primer quirófano en el mundo con tecnología híbrida e impresión 3D, 15 décembre 2023](https://comunidad.madrid/hospital/gregoriomaranon/noticia/comunidad-madrid-abre-primer-quirofano-mundo-tecnologia-hibrida-e-impresion-3d)
7. [Heins, Merema, Kraeima, Witjes, Krushynska, Mandibular Implants: A Metamaterial-Based Approach to Reducing Stress Shielding, Advanced Healthcare Materials, 2025](https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC12083438/)
8. [npj Metamaterials, Patient-specific mandibular metamaterial implants with topology optimized microstructure, 13 juillet 2026](https://www.nature.com/articles/s44455-026-00036-7)
9. [Scientific Reports, Biomechanical evaluation of 3D-printed porous lattice versus solid mandibular implants, 27 avril 2026](https://www.nature.com/articles/s41598-026-50741-6)
10. [3D Printing Industry, Gregorio Marañón Hospital Implants World's First Personalized Metamaterial Bone Prosthesis, 21 août 2026](https://3dprintingindustry.com/news/gregorio-maranon-hospital-implants-worlds-first-personalized-metamaterial-bone-prosthesis-253969)