Bioactivité d'implants en titane poreux produits par prototypage rapide

par Marco Antonio Lopez Heredia

Thèse de doctorat en Odontologie. Ingéniérie tissulaire osseuse. Biomatériaux

Sous la direction de Pierre Layrolle.

Soutenue en 2008

à Nantes , dans le cadre de École doctorale chimie biologie (Nantes) , en partenariat avec Université de Nantes. Unité de Formation et de Recherche d'Odontologie (autre partenaire) .


  • Résumé

    Les efforts actuels dans le domaine des implants pour des applications orthopédiques et dentaires tendent à la fabrication d'implants poreux bioactifs. Nous avons développé un procédé de fabrication d'implants en titane ayant une géométrie et une structure poreuse contrôlées par prototypage rapide. Le design des implants s’effectue grâce à des outils informatiques. Le travail présenté dans cette thèse décrit la fabrication de ces implants par un procédé de prototypage rapide et de la cire perdue. Nous avons caractérisé les propriétés physico-chimiques, mécaniques et biologiques des implants en titane poreux. La biofonctionnalité de ces implants a été démontrée dans un défaut osseux de taille critique chez le lapin. La structure poreuse permet une repousse osseuse au sein des implants en titane. Nous avons également étudié deux méthodes de traitement de surface afin d’améliorer la bioactivité du titane. La première approche est un procédé d’électrodéposition de revêtements de phosphate de calcium sur le titane. Les différents paramètres propres à cette méthode (température, courant, temps d’électrodéposition) ont été étudiés en relation avec l’homogénéité, la composition et l’épaisseur des revêtements obtenus. L’effet des traitements plasma par radiofréquence sous différentes atmosphères et un traitement alcalin ont été étudiés en relation avec la capacité de ces surfaces à induire la précipitation de phosphates de calcium à partir de solutions physiologiques. Nous avons enfin abordé le domaine de l’ingénierie tissulaire osseuse en cultivant des cellules souches mésenchymateuses de rat sur ces matrices en titane poreux revêtues ou non d’une couche d’apatite carbonatée.

  • Titre traduit

    Bioactivity of porous titanium implants produced by rapid prototyping


  • Résumé

    The actual efforts concerning the implants for orthopedic and dental applications are focused towards the fabrication of porous bioactif implants. We have developed a fabrication procedure to obtain titanium implants with a controlled porous structure and geometry by using rapid prototyping. Computer tools allow the design of the implants. The work presented in this thesis describes the fabrication of these implants by using a rapid prototyping method and the lostwax process. We have characterized the physicochemical, mechanical and biological properties of the porous titanium implants. The biofunctionality of these implants was specifically shown in critical size bone defects in rabbits. The porous structure allows bone growth towards the center of the titanium implants. We have also studied two surface treatments methods in order to improve the bioactivity of titanium. The first approach is an electrodeposition method to obtain a calcium phosphate coating on the porous titanium implants. The different parameters involved in this procedure (temperature, current, electrodeposition time) have been studied in relationship with the homogeneity, composition and thickness of the calcium phosphate coatings. The effect of radio frequency plasma treatments under different atmospheres and an alkali treatment have been studied in relationship with the ability of the surfaces to induce calcium phosphate precipitation from physiological solutions. Finally we stepped into the bone tissue engineering field by culturing rat mesenchymals stem cells on the porous titanium matrices with or without a carbonate apatite coating.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (80-[32] f.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 57-73 f. [195 réf.]

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