En cas d’usure ou de rupture de la prothèse, les particules métalliques sont émises dans l’environnement péri-prothétique, à l’origine d’une toxicité locale. Ces particules peuvent aussi migrer au sein de l’organisme, dans le sang circulant et s’accumuler dans des organes, responsables d’une toxicité systémique. L’objectif de ce travail a été d’évaluer la toxicité et le retentissement systémique du relargage des éléments traces (ET) par les implants orthopédiques. Une méthode de dosage simultané de 38 ET en ICP-HRMS a été mise au point et validée dans le sang, les urines, les cheveux et les tissus humains après minéralisation totale par micro-onde. In vivo, cette méthode a été appliquée à différentes matrices (sang, urines, cheveux, tissu, synovie, viscères) d’une population porteuse de prothèse et d’une population saine, représentative de la population francilienne, afin d’émettre des valeurs de référence pour les ET. Les concentrations métalliques retrouvées chez les porteurs de prothèse, même fonctionnelles, sont en faveur d’un relargage d’ET dans l’environnement péri-prothétique, passant ensuite dans la circulation et s’accumulant dans certains organes comme le cœur et les poumons. L’inflammation induite par la prothèse a aussi été évaluée par le dosage des cytokines pro-inflammatoires, afin de définir un biomarqueur précoce de la dégradation de l’implant. L’utilisation du MIP-1α comme biomarqueur de l’usure de la prothèse pourrait être envisagée, après de plus amples investigations. La toxicité du chrome, cobalt et nickel, composants majeurs des prothèses a enfin été évaluée in vitro, sur des hépatocytes humains. La concentration inhibitrice médiane (IC50) de chaque métal a été déterminée et les mécanismes de toxicité cellulaires ont été analysés par une étude métabolomique à l’IC50 et à une concentration plus faible de 100nM, inférieure à celle retrouvée chez les sujets porteurs de prothèse. Les ET semblent induire un stress oxydant et la perturbation des métabolismes lipidique et du tryptophane, même à faible concentration.