Etude électrochimique des matériaux en titane utilisés comme des implants médicaux en milieu biologique

Abstract

Une bonne compatibilité biologique avec le tissu cellulaire et la résistance à la corrosion, ainsi qu'une excellente biocompatibilité dans les fluides corporels, sont requises pour que les matériaux en titane ou à base de titane soient desmatériaux de choix pour les applications biomédicales telles que les implants orthopédiques et dentaires. La présente thèse vise à obtenir des traitements de surface réalisable pour augmenter la résistance à la corrosion et d’augmenter la durée de vie pour tous types d’implants. Les traitements de surfaces accomplis dans le cadre de ce travail sont basés sur la modification de temps et des conditions de traitement ainsi elle-même dans le but d’obtenir de meilleures conditions d’adaptation. Le choix de la méthode de traitement a été fait, d’abord pour vérifier l'influence de chaque paramètre sur la résistance à la corrosion dans le milieu biologique pour deux types d’implants (dentaires et orthopédiques) et en second lieu d’examiner un principe très important pour les prothèses de genoux (l’ostéointégration). A cet effet, la composition chimique d’oxyde de titane élaboré par différentes méthodes a été déterminée par microscopie électronique à balayage (MEB) couplée à l’EDX. La formation et la croissance des phases ont été suivies par la diffraction des rayons. Des mesures de la mouillabilité ont été effectuées pour déterminer le comportement superficiel hydrophobe ou hydrophile de l'échantillon rodé et des échantillons ayant subi un ou deux traitements de surface. Les caractérisations électrochimiques dans la salive artificielle et la solution de Ringer ont été étudiées par des techniques stationnaires et par la spectroscopie d’impédance électrochimique. Le comportement électrochimique des pastilles en titane a été réalisé dans la salive artificielle à différente valeur de pH et à différentes concentrations du fluor pour comprendre l’influence des traitements orthodentiques, aussi d'apporter une meilleure conception des mécanismes d'endommagement par la corrosion et de l'inhibition de ce phénomène nuisible par la valorisation et l’exploitation des matières organiques. Des traitements de surface par voie électrochimique ou thermique pour différents temps garantissent la protection de titane dans le milieu biologique et augmentent la résistance à la corrosion. La nano structuration de surface possède d'avantages sur la reconstruction des tissus autour des implants en rendant la surface plus hydrophile. Des couplages entre différents traitements jouent un rôle bénéfique et participent à bloquer les phénomènes d’oxydation et minimiser le taux de corrosion du titane en milieu biologique.